Nobel 2020 z chemii za tzw. nożyczki do genów. Wyjaśniamy, na czym to polega

07.10.2020 14:58
MIGUEL RIOPA/AFP/East News
fot. MIGUEL RIOPA/AFP/East News

Emmanuelle Charpentier i Jennifer A. Doudna otrzymały nagrodę Nobla za rok 2020 w dziedzinie chemii za tzw. nożyczki do genów. Chociaż nazwa ta brzmi nieco zabawnie, to jest to metoda przełomowa. ''Nożyczki''  pozwoliły opracować m.in. nowe terapie przeciwnowotworowe. 

Metoda nożyc molekularnych zwanych nożycami do genów została opracowana w 2012 roku, a już osiem lat później Emmanuelle Charpentier i Jennifer A. Doudna odebrały za nią nagrodę Nobla.

- Mam marzenie, że to będzie pozytywny przekaz dla młodych dziewcząt, które chciałyby kroczyć drogą naukową, że pokaże im, iż kobiety w nauce również mogą wywierać wpływ poprzez badania, które prowadzą - tak Charpentier skomentowała informację o przyznaniu jej nagrody Nobla.

Nożyczki molekularne umożliwiają edycję genów

Tzw. nożyczki genetyczne, których specjalistyczna nazwa to: CRISPR/Cas9, umożliwiają naukowcom wprowadzanie bardzo specyficznych modyfikacji w określonych sekwencjach DNA, pozwalają też z niezwykłą precyzją zmieniać DNA zwierząt, roślin i mikroorganizmów. Dzięki CRISPR/Cas9 można zmienić kod genetyczny w kilka tygodni.

Ta metoda nie tylko zrewolucjonizowała nauki przyrodnicze. Pozwoliła też opracować nowe terapie przeciwnowotworowe, a być może pozwoli w przyszłości leczyć choroby uwarunkowane genetycznie.

Jedna z laureatek nagrody Nobla, Emmanuelle Charpentier twierdzi, że do odkrycia nożyc molekularnych doszło nieoczekiwanie podczas badań nad chorobotwórczą bakterią Streptococcus pyogenes, nazywaną paciorkowcem ropnym, która powoduje między innymi anginę. Bakteria ta okazała się wyposażona w mechanizm, stanowiący element pradawnego ''układu odpornościowego bakterii''. Chodzi o CRISPR/Cas, który rozbraja wirusy, rozszczepiając ich DNA.

W 2011 roku Charpentier rozpoczęła współpracę z Jennifer Doudną, doświadczoną biochemiczką z University of California w Berkeley. Wspólnie udało im się odtworzyć ''genetyczne nożyczki'' w warunkach laboratoryjnych, a później udoskonalić je, by były łatwiejsze w użyciu.

Badaczki odkryły, że ''nożyczki'' można kontrolować, aby przeciąć dowolną cząsteczkę DNA w określonym miejscu. Tam, gdzie DNA zostało przecięte - można dokonać zmian w kodzie genetycznym.

Od momentu odkrycia metody CRISPR/Cas9 opublikowano na jej temat tysiące artykułów, zgłoszono też tysiące patentów na różne jej zastosowania. Od roku 2018 ukazuje się pismo naukowe poświęcone wyłącznie tej metodzie.

Dzięki nożyczkom molekularnym dokonano wielu ważnych odkryć, a badaczom roślin udało się opracować uprawy odporne na pleśń, szkodniki i suszę. Obecnie trwają badania nad zastosowaniem jej m.in. w leczeniu chorób wrodzonych uwarunkowanych genetycznie, a także nowotworów złośliwych. Eksperci przewidują, że w przyszłości prawdopodobnie uda się także leczyć choroby dziedziczne.

ZOBACZ: Nagroda Nobla 2020 z fizyki przyznana za odkrycia dotyczące czarnych dziur

Emmanuelle Charpentier urodziła się w roku 1968 w Juvisy-sur-Orge we Francji. Tytuł doktora uzyskała w roku 1995 (Institut Pasteur, Paryż). Obecnie jest dyrektorem oddziału zajmującego się badaniem patogenów w Instutcie Biologii Zakaźnej im. Maxa Plancka w Berlinie.

Jennifer A. Doudna urodziła się w roku 1964 w Waszyngtonie (USA). W roku 1989 zrobiła doktorat w Harvard Medical School w Bostonie, USA. Jest profesorem University of California w Berkeley (USA), prowadzi też badania w Instytucie Medycznym Howarda Hughesa.

Źródło: PAP