Нобелевская премия по химии за 2020 год присуждена американке Дженифер Дудне и француженке Эммануэль Шарпантье за разработку метода редактирования генома, получившего неофициальное название "генетические ножницы".
Превращение бактериального защитного механизма в один из самых мощных инструментов генетики принесло Дженнифер Дудна (Jennifer Doudna) и Эммануэль Шарпантье (Emmanuelle Charpentier) Нобелевскую премию по химии в 2020. Способность разрезать ДНК в строго определенных местах, произвела революцию в науках о жизни. Теперь можно легко редактировать геномы по своему желанию — то, что раньше было трудно или даже невозможно.
Премия за CRISPR/Cas9 - «генетические ножницы», является фантастической премией. Тогда как в среднем Нобелевская премия вручается через 20 лет после совершения открытия, премию за CRISPR/Cas9 вручили через восемь лет. А все потому, что «генетические ножницы» уже принесли человечеству большую пользу и сейчас сложно даже представить, для чего этот механизм может быть ещё использован в будущем.
CRISPR/Cas9 система, использовалась бактериями и археями в течение миллионов и миллиардов лет для борьбы с вирусами. Как же работает защитный механизм CRISPR/Cas9?
Аббревиатура CRISPR означает кластеризованные регулярно чередующиеся короткие палиндромные повторы (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats). Каждый раз, когда бактерии сталкиваются с вирусом, они как бы фотографируют вирусную ДНК, а затем помещают эту копию между повторами своей ДНК. При следующей встрече с этим вирусом бактерии делают с этих снимков РНК-копии. Эта РНК затем объединяется с другой РНК, trans-activating CRISPR RNA, or tracrRNA, и вместе они формируют направляющую РНК, которая нацеливает ДНК-режущий фермент Cas9 на вирус. В результате фермент разрезает ДНК вируса и устраняет угрозу. Прорыв случился, когда ученые поняли, что в качестве снимков могут быть не только молекулярные изображения вирусов, но и обычные участки ДНК, соответствующие какому-либо гену. Таким образом, ученые смогли направить Cas9 так, чтобы делать надрезы ДНК в любом интересующем гене.
Основополагающая статья, которую Дженнифер Дудна и Эммануэль Шарпантье опубликовали вместе, цитировалась более 9500 раз — примерно каждые восемь часов с момента ее публикации в 2012 году.
Ученые в восторге от того, насколько дешева, универсальна и проста в использовании CRISPR/Cas9 система. Исследователи использовали ее для редактирования генов у самых разных животных, включая собак, мышей, бабочек, коров, свиней, улиток и комаров. Также были отредактированы гены растений и грибов. Многие исследователи используют «генетические ножницы» для вырезания и редактирования генов клеток человека. Ученые пытаются с помощью CRISPR/Cas9 лечить рак, серповидноклеточную анемию, бета-талассемию и наследственную слепоту.
С великой силой CRISPR приходит и большая ответственность. Огромная мощь этой технологии означает, что она должна использоваться с большой осторожностью. Одной из самых скандальных новостей, связанных с CRISPR/Cas9, была новость о том, что ученый из Китая отредактировал гены человеческих эмбрионов, в результате чего в 2018 году родилась двойня девочек- близнецов.
CRISPR/Cas9-это прекрасный пример открытия, которое имеет большое влияние практически на все науки о жизни. Оно демонтирует, что исследования нельзя разделять на фундаментальные и прикладные, они переплетаются друг с другом как нити ДНК.