ГМО-Нобель
Нобелевская премия по химии досталась открывателям самого быстрого и точного метода генетического редактирования
Нобелевский комитет Королевской шведской академии наук вручил Нобелевскую премию 2020 года по химии за один из самых востребованных методов современной генетической инженерии, известный как «Генетические ножницы», или CRISPR-Cas9.
Лауреатами стали француженка Эммануэль Шарпантье и американка Дженнифер Дудна. Как говорится в сообщении Нобелевского комитета, «метод CRISPR-Cas9 произвел революцию в молекулярных науках, открыл новые возможности для селекции растений, внес свой вклад в инновационные методы лечения рака и может воплотить мечту об излечении унаследованных болезней».
«Генетические ножницы»
В начале 80-х годов группа ученых из Японии пыталась расшифровать ДНК кишечной палочки. К своему удивлению, генетики увидели, что часть самой важной молекулы в клетке ничего не кодирует. Эта часть состояла из коротких повторяющихся палиндромных участков (CRISPR, clustered regularly interspaced short palindromic repeats), регулярно перемежающихся уникальными последовательностями. Эдакий «генетический бутерброд», где между одинаковыми слоями «хлеба» расположились «масло», «ветчина», «салат» и все что захотите. Позже выяснилось, что генетические последовательности в уникальных участках, названных спейсерами, очень похожи на вирусные. Поиски ответа на вопрос «почему?» привели советского и американского биоинформатика Евгения Кунина к мысли, что речь идет о защитной системе бактерий. И такая система через несколько лет нашлась. Оказалось, что рядом с каждым CRISPR-участком есть связанный с ним участок ДНК (CRISPR-associated sequence, или Cas), в котором закодировано производство Cas-белка. Этот белок связывается с РНК, сделанной по спейсеру, и такая система при попадании соответствующего вируса в клетку опознает вредителя и откусывает от него кусок ДНК. Последовательность таких реакций с привлечением большого количества Cas-белков в итоге приводит к тому, что вирусная ДНК полностью уничтожается. Группы Эммануэль Шарпантье и Дженнифер Дудны изучали другие системы защиты, которые кодировали только один большой Cas-белок. Великан Cas9 оказался не только большим, но и многофункциональным. Он сам находил вредителя, опознавал и разрезал его без чьей-либо помощи. Гениальность следующего шага в том, что исследовательницы догадались, что если вместо «естественного» участка РНК, синтезированного из клеточной ДНК, подцепить к белку Cas9, сделанную вручную, то белок можно нацелить на любой участок любой ДНК, находящейся в клетке. В том числе и на ДНК самой клетки. И разрезать его.