Ножиці ДНК. За що присудили Нобелівську премію з хімії
Стали відомі імена лауреатів Нобелівської премії 2020 року з хімії — нагороду отримають вчені Еммануель Шарпантьє (Франція) і Дженніфер Дудна (США), які створили технологію редагування генома
Нобелівський комітет присудив головну наукову премію з хімії француженці Еммануель Шарпантьє і американці Дженніфер Дудне, творець CRISPR/Cas9. Винайдена ними технологія — так звані "ножиці ДНК" — вже стали справжнім проривом в біології та медицині, багато вчених вважають, що саме за цим винаходом стоїть майбутнє людства.
За свій внесок в науку лауреатки отримають по 10 млн крон (приблизно один мільйон доларів). У 2020 році грошова винагорода збільшили майже на $110 тис. Нагородження теж буде проходити в незвичному форматі — через пандемію коронавируса банкет скасували, а церемонія буде проходити в онлайн-форматі.
"ДС" розібралася, кому присудили Нобелівську премію-2020 по хімії і в чому цінність їх роботи.
Ножиці ДНК
Еммануель Шарпантьє — професор і директор Інституту інфекційної біології Товариства Макса Планка, також вона є членом Французької Академії наук і іноземним членом Академії наук США. Її колега Дженніфер Дудна — теж досить відома в наукових колах, вона працює професором Каліфорнійського університету в Берклі, є співробітником Медичного інституту Говарда Хьюза і членом Академії наук і Медичної академії США). У 2012 році вчені разом висунули теорію про те, що технологію редагування генома (повна наукова назва — CRISPR/Cas9) можна застосувати для запрограмованої зміни генів мікроорганізмів, рослин, тварин і навіть людини. Це і стало відправною точкою для цілого ряду відкриттів в сфері генної інженерії.
Завдяки технології "ножиць ДНК" можна змінювати ДНК тварин, рослин і мікроорганізмів з надзвичайно високою точністю. Саме тому її можна застосовувати в різних сферах життя.
Зміна генома і медицина
З особливим ентузіазмом сприйняли відкриття Шарпантьє і Дудни медики. І це не дивно, адже "ножиці ДНК" в перспективі можуть врятувати людство від безлічі хвороб: кістозного фіброзу, хвороби Хантінгтона, ВІЛ/СНІДу, деяких видів раку, м'язової дистрофії. Також вчені можуть застосовувати технологію для того, щоб зупинити передачу генів хвороб (наприклад, раку) наступним поколінням.
Уже зараз дослідники працюють над методом використання CRISPR для боротьби з ВІЛ в організмі людини. Зокрема науковці намагаються вплинути на резервуари ВІЛ — особливі клітини, в яких ВІЛ знаходиться в "сплячому стані". Таким чином, протягом багатьох років хвороба може не проявлятися, якщо пацієнт справно проходить лікування і приймає антиретровірусну терапію. Однак якщо хворий припинить пити ліки, ВІЛ знову "прокинеться" і почне активно розмножуватися. Зміна генома і вплив на резервуари можуть усунути цю проблему. За словами дослідника Університету Каліфорнії в Берклі Росса Вілсона, технологія "ножиць ДНК" є справжньою революцією в боротьбі з ВІЛ.
Також зміну генома вже використовують в ході лікування онкології. Зокрема, китайські вчені в 2016 році опублікували статтю в журналі Nature, в якій розповіли про свій досвід використання "генних ножиць". Вони проводили досліди на мишах, і їм вдалося "відредагувати" клітини тварин, що пригнічують ріст злоякісних пухлин. В результаті досліджень розмір пухлин у мишей помітно зменшився. Експеримент визнано вдалим, і вчені збираються випробувати технологію на людях.
Крім цього, вчені планують розірвати ланцюжок передачі захворювань, наприклад, спробують виключити передачу хвороби Лайма від мишей кліщам. Завдяки цьому перестануть хворіти і люди, адже захворювання передається тільки через укуси кліщів.
Сільське господарство та екологія
Ще однією галуззю, яка планує активно користуватися технологією зміни геному, є сільське господарство. Якщо правильно відредагувати гени культур, то рослини зможуть без проблем вистояти проти різного виду шкідників.
Ще одна ідея, яка точно сподобається аграріям: створення домашніх мишей, які будуть здатні народжувати тільки осіб чоловічої статі. Якщо таких мишок випускати в контрольні зони, то з часом миші жіночої статі почнуть зникати, і шкода господарству зменшиться.Не проти використати технологію редагування генома і екологи. За словами вчених, багато видів жаб і тритонів в останні десятиліття зазнали катастрофічного вимирання. Якщо вчені зможуть змінити ДНК амфібій і допоможуть їм виробити імунітет до поширених патогенів, багато видів зможуть відновитися. У теорії "ножиці ДНК" можна застосовувати до всіх видів тварин, які знаходяться на межі вимирання.
Противники технології
Однак відкриття Шарпантьє і Дудни має і цілий ряд супротивників. Серед головних загроз називають можливість створення за допомогою генної інженерії справжньої біологічної зброї. Так, CRISPR не може створити новий вид вірусу або бактерії, проте може змінити вже існуючий. Тому якщо потрапить технологія не в ті руки, то у когось незабаром з'явиться справжня армія москітів, які розносять всілякі токсини, лихоманку та інші небезпечні захворювання.
Ще один момент — етична дилема. Немає ніякої гарантії, що в ході більш глибокого дослідження генної інженерії можуть бути винайдені нові небезпечні методи її використання. Адже більшість біологічних винаходів мають подвійне використання. Тому багато вчених задаються питанням, наскільки моральним є модифікувати гени. І що є ідентичністю людини, якщо він в будь-який момент може з легкістю змінити себе і свою генетику?
Однак поки в світі набагато більше прихильників технології, ніж її противників. CRISPR продовжують активно вивчати і знаходити все нові і нові варіанти її використання на благо людства.
