Нобелевская премия 2020
Нобелевская премия – высшая награда за научные труды. Мы надеемся, что среди участников в этом году будут выступать её будущие лауреаты или MENDELEEV-2021 станет местом зарождения новых прорывных идей. Для вас сегодня мы подготовили статью о Нобелевской премии по химии 2020, которая, возможно, вдохновит вас на революционные исследования. Приятного чтения!
Учёные-пророки твердят, что XXI век станет триумфом биологии и генетики. И это не удивительно, изучению живых структур и развитию генетических методов посвящено много современных прорывных исследований. Так, со дня расшифровки ДНК в 1953 году прошло 43 года, прежде чем люди смогли клонировать овцу, а сейчас мы стоим на пороге медицины будущего, которая сможет предсказать патологии ещё не рождённого малыша и устранить их.
Хотя мы ещё не можем вырастить мутантов из комиксов MARVEL, но заметные шаги в эту сторону делаются. В 2020 году в Стокгольме Эммануэль Шарпантье (Франция) и Дженнифер Даудна (США) получили Нобелевскую премию по химии за развитие методов геномного редактирования и создание технологии CRISPR/Cas9. Эта простая и экономичная технология позволяет направлено редактировать геном с минимальным числом ошибок, а само открытие оценивается как одно из наиболее значительных в истории биологии.
CRISPR – особое место в гене, на котором специальной последовательностью – спейсером – закодирован участок ДНК-мишени. Молекулярная система клетки считывает код со спейсера и в виде РНК связывает его с белком Cas9. Полученный комплекс РНК-Cas9 является по сути «избирательными ножницами»: РНК этого комплекса обеспечивает селективность благодаря комплементарному связыванию с мишенью, а белок Cas9 её разрезает. Это позволяет заменять участки ДНК на нужные последовательности нуклеиновых кислот или удалять вредоносный участок и зашивать цепочку.
Появление такого молекулярного скальпеля значительно расширило поле творчества генетиков, однако и у него есть свои ограничения. К примеру, если у организма высокий нуклеотидный GC-состав, то перед использованием гена Cas9 нужно оптимизировать его по используемым кодонам – тройкам нуклеотидов, которыми ДНК кодирует аминокислоту. Сегодня учёные по всему миру разрабатывают новые типы Cas9, которые сделают технологию более универсальной.
Технология CRISPR-Cas стала перспективной в генной инженерии. Некоторые современные исследования CRISPR/Cas9 направлены на разработку искусственного иммунитета от ВИЧ и адресной доставки лекарств, а в будущем врачи, возможно, будут применять эту технологию для лечения наследственных заболеваний.