Paaiškinta: Nobelio chemijos premija už žirkles genams redaguoti
Emmanuelle Charpentier ir Jennifer Doudna dalijasi prizu už CRISPR chemiją, leidžiančią mokslininkams „iškirpti ir įklijuoti“ genetinės sekos viduje. Tai gali būti naudojama įvairiai, tačiau taip pat kyla etinių problemų.
Pirma, mokslininkai dirbtinai sukuria orientacinę RNR, kuri padeda nunešti genetines žirkles į genomo vietą, kur bus padaryta pjūvis. Norėdami redaguoti geną, jie specialiai suprojektuoja nedidelį DNR šabloną. Kai ląstelė ištaisys pjūvį, ji naudos šį DNR šabloną. Tai pakeičia genomo kodą. (Johanas Jarnestadas / Švedijos karališkoji mokslų akademija) Jo paprastumas dažnai buvo lyginamas su „Iškirpti-Kopijuoti-Įklijuoti“ mechanizmu bet kuriame tekstų rengyklėje (arba tikriausiai taip pat įprastu „Rasti-Pakeisti“ mechanizmu), o jo naudojimas gali pakeisti žmones ir visas kitas gyvybės formas. Tai gali potencialiai pašalinti genetines ir kitas ligas, padauginti žemės ūkio produkciją, ištaisyti deformacijas ir netgi atverti ginčytines galimybes gimdyti 'dizainerius kūdikius' ir sukurti kosmetinį tobulumą. Tiesą sakant, viskas, kas yra susijusi su genų veikimu, gali būti pataisyta arba „redaguojama“.
CRISPR (sutrumpinimas iš gana neelegantiško pavadinimo Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) genų redagavimo technologija nuo tada, kai buvo sukurta 2012 m., sukelia didžiulį jaudulį, tiek dėl pažado, kad ji gerina gyvenimo kokybę, ir netinkamo jo naudojimo pavojus. Nuo to laiko šimtai mokslininkų ir laboratorijų pradėjo dirbti su įvairiomis technologijomis. Per pastaruosius aštuonerius metus ši technologija savo kūrėjams atnešė daugybę apdovanojimų ir pagyrimų. Trečiadienį jis baigėsi Nobelio chemijos premijos įteikimu dviem viską pradėjusioms moterims – 52 metų prancūzei Emmanuelle Charpentier ir 56 metų amerikietei Jennifer Doudna.
Tai turbūt vienintelis kartas Nobelio premijos istorijoje, kai vienintelėmis laureatėmis buvo paskelbtos dvi moterys.
Technologija
Genų sekų redagavimas ar modifikavimas nėra jokia naujiena. Tai vyksta jau keletą dešimtmečių, ypač žemės ūkio srityje, kur keletas kultūrų buvo genetiškai modifikuotos, kad būtų suteikta tam tikrų savybių.
Tačiau tai, ką padarė CRISPR, genų redagavimas tapo labai lengvas ir paprastas, o kartu ir itin efektyvus. Ir galimybės yra beveik neribotos, sakė Debojyoti Chakraborty, dirbantis su šia technologija Naujajame Delyje įsikūrusiame CSIR-genomikos ir integruotosios biologijos institute.
Iš esmės technologija veikia paprastai – ji nustato konkrečią genetinės sekos sritį, kuri, kaip nustatyta, yra problemos priežastis, ją išpjauna ir pakeičia nauja ir teisinga seka, kuri nebesukelia problema.
Ši technologija atkartoja natūralų kai kurių bakterijų gynybos mechanizmą, kuris naudoja panašų metodą apsisaugoti nuo virusų atakų.
RNR molekulė yra užprogramuota nustatyti konkrečią probleminę seką DNR grandinėje, o probleminei sekai sulaužyti ir pašalinti naudojamas specialus baltymas, vadinamas Cas9, kuris populiariojoje literatūroje dažnai apibūdinamas kaip „genetinė žirklė“. Nutrūkusi DNR grandinė turi natūralų polinkį atsinaujinti. Tačiau automatinio taisymo mechanizmas gali paskatinti pakartotinį probleminės sekos augimą. Mokslininkai įsikiša į šį automatinio taisymo procesą pateikdami norimą genetinių kodų seką, kuri pakeičia pradinę seką. Tai tarsi ilgo užtrauktuko dalies nukirpimas kažkur tarp jų ir tos dalies pakeitimas nauju segmentu.
Išreikštas paaiškinimasdabar įjungtasTelegrama. Spustelėkite čia norėdami prisijungti prie mūsų kanalo (@ieexplained) ir gaukite naujausią informaciją
jenna marmuro grynosios vertės 2015 m
Kadangi visas procesas yra programuojamas, jis pasižymi nepaprastu efektyvumu ir jau atnešė beveik stebuklingų rezultatų. Yra daugybė ligų ir sutrikimų, įskaitant kai kurias vėžio formas, kurias sukelia nepageidaujama genetinė mutacija. Visa tai gali būti ištaisyta naudojant šią technologiją. Taip pat yra daugybė programų kitur. Ligas sukeliančių organizmų genetinės sekos gali būti pakeistos, kad jos taptų neveiksmingos. Augalų genus galima redaguoti, kad jie atlaikytų kenkėjus arba pagerintų jų toleranciją sausrai ar temperatūrai.
Kalbant apie jo pasekmes, tai turbūt pats reikšmingiausias atradimas gyvybės moksluose po DNR molekulės dvigubos spiralės struktūros atradimo šeštajame dešimtmetyje, sakė Siddharthas Tiwari iš Mohalyje įsikūrusio Nacionalinio žemės ūkio ir maisto biotechnologijų instituto. naudojant CRISPR technologiją bananų augalų genams.
Emmanuelle Charpentier ir Jennifer Doudna už tai, kad atrado CRISPR/Cas9 genetines žirkles, kuriomis galima pakeisti gyvų būtybių DNR. Laimėtojai
Charpentier ir Doudna dirbo savarankiškai, kai atsitiktinai aptiko skirtingą informaciją, kuri vėliau buvo sujungta į šią technologiją. Charpentier, biologe, tuomet dirbusiai laboratorijoje Švedijoje, prireikė biochemiko patirties, kad galėtų apdoroti naują informaciją, kurią ji gavo apie konkrečios bakterijos, su kuria ji dirbo, Streptococcus pyogenes, genetines sekas.
Ji buvo girdėjusi apie Doudnos darbą Kalifornijos universitete Berklyje, ir jiedu atsitiktinai susitiko 2011 m. mokslinėje konferencijoje Puerto Rike, teigiama Nobelio premijos svetainėje paskelbtoje paskyroje. Chapentier pasiūlė bendradarbiavimą, kuriam Doudna sutiko. Tada jų tyrimų grupės kitais metais bendradarbiavo dideliais atstumais. Per metus jiems pavyko sukurti revoliucinę genų redagavimo technologiją.
Keletas kitų mokslininkų ir tyrimų grupių taip pat labai prisidėjo prie šios technologijos kūrimo. Toks kaip Virginijus Siksnys, Vilniaus universitete dirbantis biochemikas Lietuvoje, yra plačiai pripažintas šios technologijos bendraautoriu. Tiesą sakant, Siksnys 2018 m. Kavli prizą nanomokslų srityje pasidalijo su Doudna ir Chapentier už šią technologiją. Tačiau esminis dviejų moterų indėlis neabejotinas. Jų pasiekimai per pastaruosius kelerius metus buvo įvertinti keliais prestižiniais apdovanojimais, įskaitant 2015 m. gyvybės mokslų proveržio prizą ir šių metų pradžioje įteiktą Wolf premiją medicinoje.
Mokslo bendruomenė pasigirdo tam tikrų nuomonių apie tai, kad chemijos Nobelio premija buvo skirta biologams. Bet, matyt, tai nėra naujas reiškinys. Pagrindinis chemijos vaidmuo gyvosios gamtos moksluose – molekuliniu lygmeniu biologija iš esmės yra chemija – užtikrino, kad pastaruoju metu už darbą biochemijos srityje skiriama vis daugiau Nobelio premijų. Tiesą sakant, anksčiau šiais metais paskelbtame moksliniame darbe buvo atkreiptas dėmesys į šį laipsnišką chemijos premijos pobūdžio pasikeitimą. Remiantis Karališkosios chemijos draugijos leidžiamu naujienų žurnalu Chemistry World, iš 189 mokslininkų, iki šiol apdovanotų chemijos Nobelio premija, 59 dirbo biochemijos srityje. Tai buvo daugiau nei bet kuri kita chemijos šaka.
Taip pat skaitykite | Nobelio premijos už Fizika ir Vaistas
andrew sėkmės grynoji vertė
Etiniai rūpesčiai
2018 m. lapkritį kinų tyrinėtojas Šenzene sukėlė tarptautinę sensaciją teigdamas, kad jis pakeitė žmogaus embriono genus, dėl kurių galiausiai gimė dvyniai. Tai buvo pirmasis dokumentuotas atvejis, kai naudojant naujus genų redagavimo įrankius, pvz., CRISPR, buvo gaminami „dizainerių kūdikiai“, ir iškėlė būtent tokius etinius susirūpinimą keliančius klausimus, apie kuriuos kalbėjo tokie mokslininkai kaip Doudna.
Kinų dvynių genai buvo redaguoti siekiant užtikrinti, kad jie neužsikrėstų ŽIV – virusu, sukeliančiu AIDS. Tada šią ypatingą savybę paveldėtų ir vėlesnės jų kartos. Susirūpinimas buvo ne tiek dėl priežasties, dėl kurios buvo naudojama technologija, kiek dėl tam tikrų genetinių savybių turinčių kūdikių auginimo etikos. Mokslininkai atkreipė dėmesį, kad šiuo atveju problema, galimas užsikrėtimas ŽIV virusu, jau turėjo kitų alternatyvių sprendimų ir gydymo būdų. Dar blogiau buvo tai, kad genų redagavimas tikriausiai buvo atliktas be jokio reguliavimo leidimo ar priežiūros. Kiti taip pat atkreipė dėmesį, kad nors CRISPR technologija buvo neįtikėtinai tiksli, ji nebuvo 100 procentų tiksli ir gali būti, kad kai kurie kiti genai taip pat gali būti pakeisti per klaidą.
Pati Doudna agitavo už tarptautinių CRISPR technologijos naudojimo taisyklių ir gairių kūrimą ir pasisakė už visuotinį tokių programų sustabdymą iki tol.
Dalykitės Su Savo Draugais:
