Нобелевскую премию по химии вручили за метод редактирования генома
Поздравления мировой науке! Теперь в вакцины можно добавлять био-ножницы, которые выстригают те гены, которые отвечают за ненужные функции, превращая человека в усовершенствованное произведение современной науки.
Почему вакцинация 2021 такая важная для государства? Управление национальным здоровьем России теперь в руках ученых, которые будут вести патриотический проект регулярной вакцинации для блага российского народа. Вакцинируйтесь только российскими патриотическими вакцинами!
Gene-editing tool CRISPR wins the chemistry Nobel
Инструмент для редактирования генов CRISPR получил Нобелевскую премию по химии
Перевод с english lapostop.livejournal.com 2021 - 07 - 15 20:49:00
www.sciencenews.org – "Gene-editing tool CRISPR wins the chemistry Nobel | Science News"
(07.10.2020, 11:12 (30.12.2020, 17:14))
By Tina Hesman Saey, OCTOBER 7, 2020 AT 7:12 AM
«Молекулярные ножницы» были разработаны всего восемь лет назад
Превращение бактериального защитного механизма в один из самых мощных инструментов в генетике принесло Дженнифер Дудне и Эммануэль Шарпантье Нобелевскую премию по химии.
Награда за эти генетические ножницы, получившие название CRISPR/Cas 9, является «фантастической премией», – заявила Пернилла Виттунг-Стаффсхеде, член Нобелевского комитета по химии, на пресс-конференции 7 октября, проведенной в Стокгольме Королевской шведской академией наук, чтобы объявить о присуждении премии. Возможность разрезать ДНК там, где вы хотите, произвела революцию в науках о жизни. Теперь мы можем легко редактировать геномы по своему желанию — то, что раньше было трудно или даже невозможно“.
„Генетические ножницы были открыты всего восемь лет назад, но уже принесли огромную пользу человечеству“, – сказала она. „Только воображение устанавливает границы того, для чего этот химический инструмент… может быть использован в будущем. Возможно, мечта об излечении генетических заболеваний сбудется“. Позже она внесла поправки в заявление, сказав, что этика и закон также важны для определения того, что можно и нужно делать с помощью этого инструмента, поскольку некоторые методы редактирования генов человека крайне противоречивы.
Только пять других женщин когда-либо получали Нобелевскую премию по химии. „Я хотела бы, чтобы это послужило позитивным сигналом специально для молодых... девушек, которые хотели бы следовать по пути науки, и я думаю, чтобы показать им, что женщины в науке также могут быть удостоены премий, но что еще более важно, что женщины в науке также могут оказывать влияние посредством исследований, которые они проводят“, – сказала Шарпантье в ответ на вопрос во время пресс-конференции.
Эти двое разделят призовой фонд в размере 10 миллионов шведских крон, или около 1,1 миллиона долларов.
Эммануэль Шарпантье (слева) и Дженнифер Дудна (справа) объединились, чтобы превратить систему бактериальной защиты в редактор генов.
Этот инструмент, программируемые молекулярные ножницы, известные как CRISPR/Cas9, использовался бактериями и археями в течение миллионов или миллиардов лет для борьбы с вирусами (SN: 4/5/17).
CRISPR расшифровывается как Кластеризованные Регулярно Чередующиеся Короткие Палиндромные повторы. По сути, эти короткие повторяющиеся фрагменты ДНК представляют собой версию бактерий из списка наиболее разыскиваемых ФБР вирусов-захватчиков. Каждый раз, когда бактерии сталкиваются с вирусом, они делают снимок его ДНК и хранят его между повторами. В следующий раз, когда бактерии столкнутся с этим вирусом, они сделают РНК-копии снимков. Затем эти фотокопии РНК объединяются с другим фрагментом РНК, известным как трансактивирующая РНК CRISPR, или tracrRNA, чтобы сформировать сводный бюллетень, известный как направляющая РНК. Направляющие РНК направляют расщепляющий ДНК фермент Cas9 к вирусу, где фермент расщепляет и устраняет угрозу.
Дудна из Калифорнийского университета в Беркли и Шарпантье, ныне директор Института биологии инфекций Макса Планка в Берлине, встретились в 2011 году на конференции в Пуэрто-Рико. „Мы гуляли по Старому Сан-Хуану и говорили о CRISPR/Cas9“, – вспоминал Дудна во время виртуальной пресс-конференции 7 октября. Ученые решили объединиться для изучения системы бактериальной защиты и в итоге превратили ее в редактор генов. Их новшество состояло в том, чтобы соединить РНК, полученную на снимке, с РНК tracrRNA, создав единую направляющую РНК. И исследователи поняли, что снимки не обязательно должны быть молекулярными изображениями вирусов. Вместо этого, заменив снимок с кружки РНК, соответствующей гену, ученые могли бы направить Cas9, чтобы вырезать этот ген — или любой другой ген, на самом деле.
Молекулярные ножницы
CRISPR/Cas9-это двухкомпонентный инструмент для редактирования генов, состоящий из направляющей РНК и фермента Cas 9, который разрезает ДНК. Направляющая РНК доставляет фермент в определенное место в ДНК организма, которое исследователи хотят вырезать (целевая последовательность на этой диаграмме). Это пятно химически совпадает с РНК. Как только его доставят в нужное место, Cas9 вырезает ДНК.
Как работает CRISPR/Cas9
„Основополагающая статья, которую они опубликовали вместе, цитировалась более 9500 раз — примерно каждые восемь часов с момента ее публикации в 2012 году“, – говорит Дэвид Лю, химик-биолог и исследователь Медицинского института Говарда Хьюза в Гарвардском университете. Лю и другие изменили оригинальную систему CRISPR, чтобы исследователи могли использовать ее различными способами.
Победа была „чрезвычайно долгожданной. Я думаю, что все уже давно говорят о CRISPR [как о претенденте на Нобелевскую премию]“, – говорит Луис Эчегойен, химик из Техасского университета в Эль-Пасо и президент Американского химического общества. Несмотря на то, что период беременности от открытия до Нобелевской премии, как правило, намного дольше, награда за CRISPR „давно назрела“, говорит Эчегойен.
Обещание CRISPR было сразу же очевидно, говорит Стэнли Ци, биоинженер и биотехнолог из Стэнфордского университета. Будучи студентом в лаборатории Дудны, Ци присутствовал на открытии у ринга и тогда знал, что CRISPR совершит великие дела. „За эти восемь лет произошло так много прорывов и достижений“, – говорит он, – „что это намного превосходит мои ожидания“.
Дудна и Шарпантье „продолжали изучать широкую категорию ферментов CRISPR“, говорит Ци. Их текущая работа позволила по-новому взглянуть на эволюцию и механизмы, лежащие в основе работы бактериальной системы. Работа Дудны по определению структуры и функции фермента Cas9 заложила основу для повышения точности и эффективности редактирования генов, говорит он.
Многие исследователи теперь сделали эти генетические ножницы следующим шагом, используя CRISPR/Cas9 для вырезания и редактирования генов в клетках человека. Ученые восхищаются тем, насколько дешев, универсален и прост в использовании CRISPR. Исследователи использовали его для редактирования генов у самых разных животных, включая собак (SN: 8/30/18), мышей (SN: 1/26/17), бабочек (SN: 8/24/16), коров (SN: 2/3/17), свиней (SN: 8/10/17), улиток (SN: 5/14/19) и комаров.
Инструмент также использовался для кодирования данных и хранения фильмов в бактериальной ДНК (SN: 7/12/17). Растения и грибы тоже прошли обработку CRISPR. И редактор генов использовался для перепрограммирования иммунных клеток человека для борьбы с раком (SN: 11/16/16) и для обращения раковых клеток друг против друга (SN: 7/11/18).
С великой силой CRISPR возникают большие разногласия, предупреждала Дудна в своей книге 2017 года «Трещина в творении» с соавтором Сэмюэлем Стернбергом. В то время как редактор генов может использоваться для уничтожения инвазивных видов и предотвращения распространения болезней комарами, он также может привести к вымиранию целых видов или вызвать экологические катастрофы. Ученые уже уничтожили небольшие популяции комаров в лаборатории, используя молекулярную копировальную машину на основе CRISPR, известную как генный привод (SN: 24/9/18).
Наиболее спорно, что ученый из Китая отредактировал гены в человеческих эмбрионах, произведя девочек-близнецов в 2018 году (SN: 28.11.18). Реакция на его действия была быстрой и громкой. Но многие люди опасаются, что дверь уже открыта для «дизайнерских младенцев», неравенства в области здравоохранения и других злоупотреблений (SN: 17.12.18).
„Эта огромная мощь этой технологии означает, что мы должны использовать ее с большой осторожностью“, – заявил на пресс-конференции Клаас Густафссон, председатель Нобелевского комитета по химии. „Но столь же очевидно, что это технология... которая предоставит человечеству большие возможности“.
Более обнадеживает то, что клинические испытания, проверяющие способность CRISPR/Cas9 лечить рак, серповидноклеточную болезнь, бета-талассемию и наследственную слепоту, начались в 2019 году (SN: 8/14/19). В случае успеха CRISPR/Cas9 может обеспечить терапию или даже лечение ранее неизлечимых генетических заболеваний.
CRISPR также сыграл определенную роль в пандемии коронавируса, с помощью диагностических тестов CRISPR на COVID-19 (SN: 8/31/20) и разрабатываемых методов лечения.
Когда Шарпантье получила известие о том, что она новоиспеченный Нобелевский лауреат, „я была очень взволнована“, – сказала она на пресс-конференции в Берлине после объявления. „Одно дело, когда тебе несколько раз говорят, что, возможно, однажды тебе присудят Нобелевскую премию, но другое дело, когда это произойдет“.
Шарпантье надеется, что награда послужит сообщением общественности о том, что „фундаментальные исследования имеют решающее значение“. CRISPR/Cas9 „является прекрасным примером открытия, которое оказывает большое влияние на науки о жизни, исследования и разработки, а также на биотехнологии и производство продуктов питания, в медицине“, – сказала она. „Это действительно происходит из чистых, фундаментальных исследований, очень глубоко проникающих в механизмы жизни“.
Их работа „опровергает представление о том, что фундаментальные и прикладные исследования занимают разные области знаний“, – заявил Дуглас Кларк, декан Химического колледжа Беркли, на пресс-конференции в Дудне. „Они сплетены вместе, как и ДНК“.
Дудна сказала, что узнала о своей победе, когда позвонил репортер, чтобы попросить комментариев. Она является первой женщиной-преподавателем, получившей Нобелевскую премию за 150-летнюю историю Калифорнийского университета в Беркли, отметила Кэрол Крист, ректор университета. (Христос также даровал самую желанную награду Беркли-бесплатное парковочное место на территории кампуса.) Дудна и Шарпантье – единственные женщины, получившие награду по химии. „Я горжусь своим полом“, – заявила Дудна, когда ее спросили о значении первых. „Я думаю, что у многих женщин есть ощущение, что их работа никогда не будет признана, как это могло бы быть, если бы они были мужчинами. Я хочу увидеть эти изменения, и я, конечно, надеюсь, что это шаг в правильном направлении“.
Почти все научные премии за CRISPR/Cas9 были присуждены Дудне и Шарпантье. Некоторые призы также получили Фэн Чжан из Института Брода Массачусетского технологического института и Гарварда, которому принадлежит патент на использование редактора генов для внесения изменений в эукариотические клетки, включая клетки человека и животных. Патентные права были оспорены учреждениями Дудны и Шарпантье. Многие люди думали, что премия не будет присуждаться за работу над CRISPR до тех пор, пока патентный спор не будет урегулирован. (Чжан является членом попечительского совета Общества науки и общественности, образовательной некоммерческой организации в Вашингтоне, округ Колумбия, которая также публикует научные новости. Он также является выпускником Общества по поиску научных талантов «Регенерон».)
Два других ученых, Родольф Баррангу из Университета штата Северная Каролина в Роли и Филипп Хорват из DuPont Nutrition & Biosciences в Данже-Сен-Ромен, Франция, также были удостоены чести за открытия, связанные с CRISPR. Дуэт обнаружил естественную роль CRISPR в качестве бактериальной иммунной системы во время работы с бактериями йогурта в компании по производству пищевых ингредиентов Danisco.
И две главные премии — премия Фонда Уоррена Альперта и премия Кавли в области нейробиологии — были присуждены Виргиниюсу Шикшнису, биохимику Вильнюсского университета в Литве. Шикшнис написал независимую статью, описывающую ту же инновацию, сделанную Дудной и Шарпантье, которая была задержана в процессе публикации и попала в прессу только через три месяца после отчета команды Калифорнийского университета в Беркли.
Когда его спросили, рассматривались ли другие ученые на соискание премии, Густаффсон сказал: „На этот вопрос мы никогда не отвечаем. Мы просто очень рады за лауреатов этого года. Это большая область, и там делается много хороших научных работ“.
Штатный писатель Мария Темминг внесла свой вклад в эту историю.
Статьи по теме
Правдаинформ.РФ
|
