Когда заходит разговор о женщинах в науке, то вспоминают прежде всего Марию Кюри. Но мы решили рассказать, какой вклад в развитие биологии, генетики и технологий сделали женщины.
Атлас собрал 8 интересных и вдохновляющих историй.
Начало биоинформатики
Маргарет Оакли Дайхофф была первым человеком, который использовал компьютер для сравнения последовательностей белков и построения их эволюционных деревьев. В 1965 году Маргарет опубликовала Атлас белковых последовательностей и структур. В нем были собраны нужные ученым и исследователям данные о белках.
В 1971 году ученая запустила Белковый информационный ресурс (Protein Information Resource). Это была первая в мире онлайн-база, с помощью которой каждый мог получить нужные данные о белках по телефону или через удаленный компьютер.
Маргарет Дайхофф умерла до того, как биоинформатика стала отдельным направлением, но ее методы и инструменты используются и в создании современных баз данных. Например, данные в проекте «Геном человека» были собраны по ее наработкам.
Вклад в открытие молекулы ДНК
В 1951 году кристаллограф Розалинд Франклин начала изучать молекулу ДНК. Ее помощниками были Морис Уилкинсон и Реймонд Гослинг. Из-за конфликта их группы разделились, и для своих исследований Морис присоединился к другу Фрэнсису Крику, который работал в лаборатории Кембриджа с Джеймсом Уотсоном.
В 1952 году Розалинд Франклин сделала всемирно известную фотографию 51 — рентгенограмму ДНК и определила примерную структуру молекулы. После этого она занялась подготовкой трех научных статей на эту тему. Джеймс Уотсон предлагал Розалинд объединить усилия, чтобы стать первыми открывателями молекулы ДНК, но она отказалась.
После этого помощник Розалинд Морис передал Джеймсу фотографию 51 и ее неопубликованные данные, на основе которых Джеймс Уотсон и Френсис Крик описали свою модель ДНК и опубликовали данные 25 апреля 1953 года в журнале Nature. Тогда среди ученых не было распространено правило, согласно которому исследователи не могут использовать неопубликованные работы других.
Сегодня благодаря Розалинд секвенирование ДНК и рентгеновская кристаллография используются для исследования вирусов, в том числе SARS-CoV-2 — новой коронавирусной инфекции.
Разработка анализа для определения количества гормонов в крови
Некоторые гормоны присутствуют в крови лишь в небольших концентрациях, и врачи не могли измерить их химическим методом. Чтобы решить эту проблему, в 1947 Бронкский госпиталь управления делами ветеранов нанял Розалин Сасмен Ялоу.
Розалин была из семьи еврейских иммигрантов и училась физике в колледже Хантера. Несмотря на ее успехи и нехватку кандидатов мужчин во время Второй мировой, ни один университет не принимал ее в аспирантуру по физике. Но благодаря рекомендации профессора из ее колледжа она получила степень по ядерной физике, а в 1947 приняла предложение возглавить новое радиоизотопное подразделение в Госпитале управления делами ветеранов в Бронксе.
Чтобы развиваться в медицине, Розалин наняла в помощь врача-эндокринолога Соломона Берсона. Они разработали анализ для измерения инсулина в крови на основе инсулиновых антител и радиомеченного инсулина. Другие исследователи начали использовать его также для других молекул — витаминов, пептидов и гормонов. В 1977 году Розалинд получила Нобелевскую премию за их совместную работу.
Открытие работы теломер
Теломеры — концевые участки хромосом. Ученые подозревали, что теломеры защищают ДНК, но как они работают — оставалось загадкой. В 70-х годах биолог и генетик Элизабет Блэкберн обнаружила у одноклеточного Тетрахимены последовательность ДНК CCCCAA, которая повторялась на концах хромосом.
В 1980 году Элизабет представила результат на конференции, где познакомилась с Джеком Шостаком, который доказал, что хромосомы без теломер быстро разрушаются при введении в дрожжевые клетки. Вместе они решили провести эксперимент — выделить последовательности CCCCAA из хромосом Тетрахимен, соединить их с теми хромосомами, которые использовал Джек, и ввести в дрожжевые клетки.
В 2017 году Блэкберн вместе с клиническим психологом выпустила книгу «Эффект теломер: революционный подход к более молодой, здоровой и долгой жизни».
Открытие гена BRCA1 и технологии, определяющей родство
Мэри-Клэр Кинг занималась изучением наследственной природы рака. Мэри-Клэр была первой, кто предположил, что рак связан с генами. Лаборатории Мэри-Клэр в сумме потребовалось 17 лет, чтобы обнаружить ген BRCA1, мутации которого значительно повышают риск рака молочной железы и яичников.
Ее команде приходилось строить различные математические модели, чтобы найти загадочную переменную. Ученая также изучала различные мутации гена BRCA1 и занималась созданием доступных скрининговых тестов для их выявления у женщин.
Мэри-Клэр также помогала правозащитной организации, которая занималась воссоединением родителей с детьми, насильственно разлученных во времена Грязной войны в Аргентине. Она разработала методы ПЦР секвенирования с использованием митохондриальной ДНК, которые помогли воссоединить более 100 семей.
Создание технологии редактирования генома
В начале карьеры Дженифер Дудна занималась изучением работы РНК. Ее команда надеялась разработать методы лечения для борьбы с вирусными заболеваниями на основе этой молекулы. Но в 2005 году микробиолог Джилиан Бэнфилд предложила Дженифер заняться изучением бактериального гена CRISPR.
В статье 2012 года журнала Science Дженифер Дудна, Эммануэль Шарпантье и Мартин Джинек описывают, что с помощью технологии CRISPR Cas9 можно разрезать любой нужный участок молекулы ДНК. В 2020 Дженифер и Эммануэль получили Нобелевскую премию.
Создание мультиканального кохлеарного импланта
До 70-х слабослышащим были доступны только слуховые аппараты, которые усиливали звук. В это время Ингеборг Хохмайр начала изучать системы многоканальной стимуляции слухового нерва, которые помогли бы людям с нарушением работы звуковоспринимающих структур уха и мозга
В 1977 году Ингеброг вместе с мужем Эрвином Хохмайр установили первый кохлеарный имплант. Устройство преобразовывало сигналы с внешнего микрофона в сигналы, которые может распознать нервная система. Оно состояло из двух компонентов: внешнего процессора, преобразующего звук в электрические сигналы, и внутреннего имплантата, посылающего эту информацию в ушную улитку (cohlea). Он имел 8 каналов и передавал 10 тысяч импульсов в секунду.
В 90-х Ингеборг и Эрвин основали компанию по производству кохлеарных имплантов MED-EL, в которой Ингеборг заняла должность CEO и CTO. Сегодня их компания является вторым по величине производителем кохлеарных имплантов в мире. По состоянию на декабрь 2010 года 219 000 человек имеют кохлеарные имплантаты от MED-EL.
Создание РНК вакцины от коронавируса
Венгерский биохимик Каталин Карико в 90-е исследовала пути использования РНК в лечении различных заболеваний. РНК — нестабильная молекула и вызывает сильный иммунный ответ организма. Поэтому научное сообщество не поддерживало идеи Каталин, и она не могла получить гранты на исследовательскую деятельность.
В 1997 году Каталин познакомилась с профессором иммунологии Дрю Вайсманом. Вместе они продемонстрировали, как некоторые мутации в мРНК приводят к снижению иммунного ответа. Их работа доказала, что можно разработать вакцины и лекарства на основе этой молекулы. Но в то время на это открытие не обратили должного внимания.
В 2013 году основатели немецкой компании BioNTech СЕО Угур Шахин и главный врач Озлем Тюречи, которые также являются мужем и женой, верили, что вакцины и лекарства на основе РНК могут помочь в лечении рака. И предложили Каталин занять пост старшего вице-президента компании.
В начале 2020 года Угур вместе с женой решили бросить все свои силы на разработку вакцин. BioNTech использовали научные труды Каталин Карико и Дрю Вайсмана в создании вакцин против коронавируса на основе РНК. Вполне вероятно, что ученых выдвинут на соискание Нобелевской премии.
Многие из женщин, о которых мы рассказали сегодня, сталкивались с непониманием общества и коллег, но все же находили поддержку и продолжали исследовать и открывать новые технологии и подходы, а также вдохновляли других молодых женщин-ученых. Надеемся, что кто-то из читательниц и читателей тоже найдет поддержку в этих историях.