Апгрейд ГМО – объясняем, за что дали "Нобеля" по химии

Нобелевскую премию по химии в этом году вручили Эммануэль Шарпантье и Дженнифер Дудне за открытие генетических ножниц. Их генная технология позволяет изменять ДНК микроорганизмов, растений, животных... и даже человека. Таким образом, усовершенствуется создание ГМО – генно модифицированных организмов.

Рассказываем, как работают генетические ножницы и где их уже применяют.

Что такое генетические ножницы?

В геноме разных бактерий есть повторяющиеся последовательности ДНК (сокращенно CRISPR), а между ними – уникальные последовательности. Считается, что эти уникальные последовательности – одна из частей древней иммунной системы, которая защищает бактерии от вирусов. Если бактерия пережила вирусную инфекцию, она добавляет часть генетического кода вируса в свой геном как память об инфекции.

Сначала ученые выяснили, как это работает.

Исследователи обнаружили в дополнение к последовательностям CRISPR особые гены, которые они назвали CRISPR-ассоциированными (сокращенно cas). Затем ученые смогли с помощью Cas9 расщепить молекулу ДНК на две части. Так Шарпантье и Дудна открыли механизм борьбы бактерии стрептококка с вирусами.

Потом они решили попытаться создать "генетические ножницы". Они придумали, как объединить их в одну молекулу. А потом взяли ген и выбрали пять разных мест, где его нужно "расколоть". С помощью молекулы ДНК "разбили" именно в нужных местах.

Где применяют генетические ножницы?

С тех пор, как Шарпантье и Дудна в 2012 году открыли генетические ножницы, их использование резко возросло.

• Генетические ножницы в медицине и исследованиях болезней используют для изменения ДНК клеток у лабораторных животных, чтобы понимать, как разные гены функционируют и взаимодействуют во время болезни. Сейчас также проходят испытания методов лечение наследственных болезней, чтобы выяснить, можно ли использовать "инструмент" для лечения заболеваний крови, как серповидноклеточная анемия и талассемия, а также наследственных заболеваний глаз. Ученые уже разрабатывают методы восстановления генов в крупных органах, таких как мозг и мышцы.
• Генетические ножницы в селекции растений. Ученые отредактировали гены, которые заставляют рис поглощать тяжелые металлы из почвы, что привело к созданию улучшенных сортов риса с более низким уровнем кадмия и мышьяка. То есть – создание генно модифицированных организмов (ГМО). Исследователи также разработали культуры, которые лучше переносят засуху в более теплом климате и устойчивы к насекомым и вредителям, с которыми в противном случае пришлось бы бороться с использованием пестицидов.

Можно ли с помощью генетических ножниц изменить ДНК человека?

Да. Например, этот инструмент можно использовать для создания генетически модифицированных эмбрионов. Однако на сегодняшний день это запрещено.

Одно можно сказать наверняка, что в будущем человечество столкнется с новыми этическими проблемами, поскольку этот новый инструмент вполне может помочь решить многие проблемы, с которыми сейчас сталкиваются люди.

Ранее Нобелевский комитет огласил лауреатов по медицине и по физике.

Лауреатами премии по медицине стали сразу трое ученых – американцы Харви Альтер и Чарльз Райс, а также британец Майкл Хоутон за "решающий вклад в борьбу с передаваемым через кровь гепатитом С".

Нобелевскую премию по физике тоже разделили трое ученых – Роджер Пенроуз, Райнхард Гензель и Андреа Гез. Открытия ученых связаны с одним из самых загадочных явлений во Вселенной – черной дырой.

До 12 октября Нобелевский комитет продолжит оглашать лауреатов премии. Остались три номинации: литература (8 октября), премия мира (9 октября) и экономика (12 октября).