Узнайте о себе больше
с тестами Атлас
Купить тест

Нобелевскую премию по химии 2020 вручили за технологию редактирования генома

Нобелевскую премию по химии 2020 вручили за технологию редактирования генома

До недавнего времени считалось, что поменять гены нельзя. Однако с развитием генетики и появлением технологии редактирования генома CRISPR Cas9 это стало возможным.


Нобелевский комитет оценил открытие этой технологии и наградил Дженнифер Дудну и Эммануэль Шарпантье. Рассказываем, что это за технология и как ее открыли.

Что такое CRISPR Cas9?

В 1987 году японские ученые открыли необычные свойства кишечной палочки Escherichia coli. В ее ДНК встречались повторяющиеся последовательности, значение которых тогда никто не мог понять.

Но этим последовательностям дали имя и назвали Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats (CRISPR). На русский язык это можно перевести как короткие палиндромные повторы, которые расположены группами и разделены регулярными промежутками.

Со временем ученые выяснили, что у других бактерий тоже есть такие последовательности. В 2007 году ученые узнали, что у Стрептококков, которые используются для приготовления йогуртов, эти повторы выполняют защитную функцию.

Когда бактерия уничтожает вирус, она производит специальные ферменты, которые собирают останки генетической информации вируса, разрезают ее на фрагменты и хранят их в последовательностях CRISPR.

При повторном нападении бактерия производит белок Cas9. Он берет из камеры хранения CRISPR последовательности и идет к вирусу. Если фрагмент совпадает с РНК вируса — белок его вырезает, тем самым делая вирус неактивным.

Как работает редактирование генома?

В 2011 году биологи Дженнифер Дудна и Эммануэль Шарпантье изучали работу белка Сas9. Они решили дать белку фальшивую РНК, которая не принадлежит вирусу, и посмотреть, что будет. Выяснилось, что белок ищет все что угодно с такой же последовательностью и вырезает ее из ДНК.

В статье 2012 года журнала Science Дженифер Дудна, Эммануэль Шарпантье и Мартин Джинек описывают, что с помощью технологии CRISPR Cas9 можно разрезать любую молекулу ДНК. Эффект был продемонстрирован в пробирке.

Позже другие ученые доказали, что CRISPR Cas9 можно использовать для редактирования генома клеток мыши или человека. А затем было описано, как с помощью технологии можно не только вырезать участок гена, но и вставить нужный фрагмент.

Открытие Дудны и Шарпантье положило начало к череде научных работ, связанных с редактированием генов.

Если в 2011 году на тему CRISPR было опубликовано не больше 100 работ, то на данный момент в базе научных статей Pubmed числится более 20 тысяч публикаций.

Можно ли редактировать геном человека?

С помощью технологии CRISPR Cas9 можно редактировать геном человека, однако это запрещено в ряде стран. Дело в том, что благодаря ученым мы узнали, как работает технология, однако пока мало информации о рисках, которые она может в себе нести.

Отредактированный геном остается в организме и передается следующему поколению. Здесь возникает много проблем, в том числе и этических. Китайский биофизик Хэ Цзянькуй в 2018 году отредактировал геном девочек-близнецов. Ученый хотел сделать их генетически устойчивыми к инфекции ВИЧ. Для этого он изменил нормальную структуру гена CCR5, который позволяет вирусу поражать клетки человека.

Видео о том, как работает технология CRISPR Cas9

Позже другие ученые изучили случай и выяснили, что эксперимент имел множество нарушений. У близнецов, скорее всего, нет устойчивости к ВИЧ, но при этом могут быть другие потенциально опасные изменения, которые возникли из-за использования технологии CRISPR Cas9 и которые теперь могут передаться следующему поколению.

Редактирование генома — многообещающая технология для лечения генетических заболеваний. Однако до этого еще далеко. Белок Cas9 может по ошибке удалять и другие фрагменты ДНК. Уже есть несколько научных статей утверждающих, что из-за этого технология может повышать риск злокачественных заболеваний.

Технология редактирования генома пока неприменима к человеческому организму из-за высокого риска побочных действий. Однако сейчас каждый может больше узнать о своих генах, чтобы оценить предрасположенность к заболеваниям, спланировать план профилактики и регулярного скрининга. Узнайте больше о генетических тестах и их возможностях на сайте Атласа.

Ася Попова
Ася Попова Медицинский редактор, фанат генетики
Купить тест
Заботиться
о здоровье просто.
Вместе с Атлас.
Купить тест

Избранные темы

ДНК
14 статей
Микробиота
12 статей
Питание
7 статей
Новости
5 статей
Образ жизни
4 статей
Гайдлайны
3 статей
Спорт
2 статей
Отношения
2 статей