ДНК ножици: Защо е дадена Нобеловата награда за химия?

Снимка: Getty Images

Нобеловата награда за химия за 2020 г. бе присъдена на  французойката Емануел Шарпентие и американката Дженифър Дудна за разработване на метод за редактиране на геноми, неофициално наречен „генетични ножици“.

51-годишната Шарпентие и 56-годишната Дудна са едва шестият и седмият носител на Нобелова награда по химия в цялата й история (от 168 лауреати). Тази година наградата беше споделена за първи път от две жени.

Както се посочва в решението на Нобеловия комитет, създадената от тях технология CRISPR-Cas9 направи истинска революция в биологията и медицината. Тя вече се използва за лечение на пациенти с рак и в бъдеще може да направи възможно да забравим за наследствените заболявания завинаги.

Ето и същността на това революционно откритие, което беше удостоено във вторник с най-високото отличие на научния свят.

Всеки жив организъм се състои от клетки, всяка от които е навита в топка ДНК – двойна спирала на генетична информация.

„Ножиците“, измислени от Шарпентие и Дудна, дават възможност да се изреже желаният фрагмент от тази верига. След операцията премахнатите връзки могат да бъдат заменени с „кръпка“, като вместо това се вмъкне друг генетичен код, или можете просто да „зашиете“ ДНК обратно – сякаш там няма нищо.

Шарпантье

Използвайки същата технология, е възможно генетично да се модифицират живите организми, като им се придават практически всякакви характеристики – от избора на желания цвят до създаването на култури, устойчиви на климатични промени.

ДНК веригата се нарича генетичен код, тъй като тя кодира последователността от аминокиселини, изграждащи протеини – основният строителен материал на клетката.

Всяка от тях от своя страна е криптирана с набор от три нуклеотида с една от четирите азотни основи в края.

Достатъчно е да смените само един от тях и кодът ще се промени. В резултат на това клетката ще събере „непланирана“ протеинова молекула с напълно различни свойства.

Дудна

Именно тази способност да се променя на генетично ниво – тоест мутира – е основното свойство на живите организми, което ги отличава от неживата природа.

Мутациите могат да възникнат както под въздействието на външната среда (например радиация), така и в резултат на вътрешни сривове – „грешки при сглобяването“ на собствените копия на клетката. По един или друг начин тялото ги натрупва през целия живот и предава на своите потомци.

Ако промените в ДНК помагат на следващото поколение да оцелее, то с течение на времето мутацията окончателно се фиксира на генетично ниво. Ако не, тялото умира. Ето как работи естественият подбор.

Това се случва милиони години – докато през 21-ви век хората не се научат да правят промени в ДНК изкуствено, чрез редактиране на генетичния код.

Presentational grey line

Шарпентие и Дудна не са първите учени, които са мислили да правят промени в ДНК. Техники за редактиране на геноми са съществували и преди.

Миналата година американецът Франсис Арнолд получи Нобелова награда за химия за разработената от нея преди почти 20 години технология за насочена еволюция, основана именно на изкуствено създадени мутации.

Но тазгодишните лауреати изобретиха метод, който ви позволява да редактирате генетичния код толкова точно, че да можете да правите множество целенасочени промени в него.

Технологията CRISPR-Cas9 е разработена само преди осем години, но тя отдавна се използва в генетичните лаборатории по целия свят – както за медицински цели, така и за подобряване на земеделските методи и т.н.

С помощта на тази технология китайският професор Хе Джиянкуй през 2018 г. редактира ДНК на човешки ембриони, в резултат на което за първи път се раждат генетично модифицирани деца.

Последвалият скандал доведе до фактически мораториум върху редактирането на човешка ДНК.

Изследванията обаче продължават. През май тази година технологията CRISPR беше тествана за лечение на слепота. И в бъдеще, както се надяват учените, тази технология може напълно да спаси човечеството от всякакви наследствени заболявания.

Вашият коментар

Вашият имейл адрес няма да бъде публикуван. Задължителните полета са отбелязани с *