«Генетические ножницы» взяли Нобелевку

Премия по химии присуждена за открытие редактирования кода жизни

Французский микробиолог Эмманюэль Шарпантье и американский биохимик Дженнифер Дудна удостоены Нобелевской премии по химии. Они являются авторами открытия «генетических ножниц» — технологии, способной «разрезать» ДНК в заранее определенном месте и таким образом «переписывать код жизни» человека, животного или растения. Открытие «ножниц» в Нобелевском комитете назвали революционным, подчеркнув, что оно уже является фундаментом клинических испытаний новых методов лечения онкологических заболеваний.

Французский микробиолог Эмманюэль Шарпантье и американский биохимик Дженнифер Дудна (на экране)

Французский микробиолог Эмманюэль Шарпантье и американский биохимик Дженнифер Дудна (на экране)

Фото: Reuters

Французский микробиолог Эмманюэль Шарпантье и американский биохимик Дженнифер Дудна (на экране)

Фото: Reuters

В среду, 7 ноября, Нобелевский комитет огласил имена лауреатов премии по химии-2020: француженка Эмманюэль Шарпантье, специализирующаяся на исследованиях в области микробиологии, и американка Дженнифер Дудна, биохимик. Обе они с 2012 года занимались изучением «генетических ножниц» — метода CRISPR/Cas9, способного редактировать геном, изменять ДНК животных, растений и микроорганизмов. Метод был открыт в 2012 году.

В сообщении Нобелевского комитета, опубликованном сегодня, подчеркивается, что открытие данной технологии уже «оказало революционное влияние на науку о жизни, вносит свой вклад в новые методы лечения рака и может воплотить мечту о лечении наследственных болезней».

Благодаря открытию Эмманюэль Шарпантье и Дженнифер Дудны изменение ДНК, ранее казавшееся невозможным, сегодня занимает «несколько недель».

Суть метода редактирования генома заключается в том, что «ножницы» не только распознают ДНК вирусов, но могут и быть управляемыми: ученые могут «разрезать» любую молекулу ДНК в заранее определенном месте и «переписывать» ее. «Это не только произвело революцию в фундаментальной науке, но и привело к появлению инновационных культур и приведет к революционным новым методам лечения»,— сообщил в среду Клас Густафссон, председатель Нобелевского комитета по химии.

С 2012 года технология CRISPR/Cas9 уже помогла в выведении культур, устойчивых к плесени, вредителям и засухе. В настоящий момент «генетические ножницы» применяются в клинических испытаниях новых методов лечения онкологических заболеваний, ВИЧ (для удаления вируса из зараженных Т-лимфоцитов), диабета и шизофрении.

Напомним, что в 2019 году лауреатами Нобелевской премии по химии стали американец Джон Гуденоф, японец Акира Есино и британец Стэнли Уиттинхэм, которые разработали литий-ионные батареи, способные в том числе питать электромобили и смартфоны и совершившие революцию в области портативной электроники.

Заведующая лабораторией редактирования генома федерального Медико-генетического научного центра Светлана Смирнихина назвала вручение Нобелевской премии за геномное редактирование ожидаемым событием, отметив, что «это был лишь вопрос времени».

«Но неожиданно, что премию получили ученые, разработавшие метод CRISPR/Cas9, тогда как другие методы редактирования генома не отметили. Технология CRISPR/Cas9 прочно вошла в практику медицинских и биологических исследований и постоянно совершенствуется. Уверена, что в ближайшее время геномное редактирование найдет свое место и в клинической медицине»,— заявила госпожа Смирнихина.

В пресс-службе центра при этом “Ъ” отметили, что «многочисленные работы по исследованию системы CRISPR/Cas9, которая разрывает обе цепочки ДНК и вырезает опасные мутации», показали, что «эта система может стать причиной новых, не менее опасных генетических замен»: «Высок риск потери нужных нуклеотидов или присоединения лишних, это внесет необратимые нежелательные изменения в гены».

Заведующий лабораторией молекулярной генетики Московского физико-технического института Илья Манухов объяснил “Ъ”, что «все способы замены генетической последовательности нуклеотидов ДНК связаны с гомологичной рекомбинацией», а разрезание существенно облегчает процесс рекомбинации: «Мы помещаем кусок ДНК в клетку, и за счет рекомбинации он может встроиться в хромосому. Но без разрезания нормальная гомологичная рекомбинация, например, кишечной палочки происходит одна на миллион, но с помощью разрезания эту вероятность можно существенно увеличить».

Господин Манухов отметил, что система CRISPR/Cas9 — не первая подобная система, однако предыдущие разрезали только короткую последовательность ДНК или сразу на нескольких участках.

«А CRISPR/Cas9 позволяет разрезать в конкретном месте и в довольно длинной последовательности, больше девять нуклеотидов»,— поясняет господин Манухов. «Любая биотехнология сегодня завязана на редактировании генома,— отметил господин Манухов.— Это и производство сложных белков, и генная инженерия в сельском хозяйстве, и пока еще не начавшая развиваться отрасль — генная терапия, то есть применение в медицине. Но, в конце концов, это приведет к ускорению эволюции человека, избавив его от большинства наследственных заболеваний».

Старший научный сотрудник Института проблем передачи информации РАН Александр Панчин рассказал “Ъ”, что CRISPR/Cas9 сейчас является одним из самых популярных методов геномного редактирования, «который позволяет сделать некий аналог контекстной замены, как в программе Word, когда вы заменяете одно слово другим»: «С тех пор как эта технология появилась, она много раз модифицировалась, и вокруг этой технологии есть огромное количество технологических усовершенствований и наработок. И теперь это целый комплекс технологий, которые удалось развить благодаря начальному открытию, позволяющий редактировать ДНК с помощью программируемого инструмента».

Так, по словам господина Панчина, появились как «более аккуратные "ножницы"», которые «режут» более точно, так и «ножницы», которые вообще не «режут», а просто узнают нужное место ДНК и позволяют его каким-то образом отметить.

Также появились инструменты, позволяющие сделать так, чтобы генетическое изменение наследовалось не половиной потомков (как происходит по закону природы), а всеми потомками — это так называемая мутогенная цепная реакция. Господин Панчин также напомнил, что технология CRISPR/Cas9 «нашумела, в частности, тем, что ее использовали для создания скандально известных первых генетически модифицированных детей в Китае, которым должны были заменить один ген, чтобы создать устойчивость к ВИЧ»: «Но мы не знаем, насколько это удалось, потому что научных публикаций по этой теме нет».

Отметим, что компания Clarivate Analytics, обладающая одной из крупнейших баз научных статей — Web of Science, в сентябре называла главными претендентами на Нобелевскую премию по химии ученых Хен Тэ Хвана, Кристофера Мюррея и Маунги Бавенди. Они разработали нанокристаллы, которые в том числе можно применять как контрастное вещество во время МРТ. Также в Clarivate Analytics предполагали, что Нобелевку по химии в 2020 году могли бы взять Стивен Бухвальд из Массачусетского технологического института и Джон Хартвиг из Калифорнийского университета. Портал N+1 объяснял суть их открытия как попытку связать атомы азота и углерода.

Мария Старикова, Валерия Мишина

Нобелевский шопинг

Как лауреаты тратили призовые деньги

Читать далее

Картина дня

Загрузка новости...
Загрузка новости...
Загрузка новости...
Загрузка новости...
Загрузка новости...
Загрузка новости...
Загрузка новости...
Загрузка новости...
Загрузка новости...
Загрузка новости...
Загрузка новости...