Редактирование гена для чайников: как открытие Дженнифер Дудны и Эмманюэль Шарпантье изменило биологию и принесло им Нобелевскую премию

Присуждение Нобелевской премии за изобретение технологии редактирования геномов Дженнифер Дудне и Эмманюэль Шарпантье было лишь вопросом времени — трудно найти за последние два десятилетия пример технологии, которая в большей степени революционизировала науки о жизни. При этом следует понимать, что технологии направленного изменения геномов живых организмов существовали и раньше: научная дисциплина «генная инженерия» насчитывает минимум полувековую историю. Однако ранние техники требовали больших усилий и времени, а успех не всегда был гарантирован. Поэтому то, что сделали Дженнифер и Эмманюэль, действительно стало этапным моментом.

В 2012 году они обнаружили неожиданное применение системы бактериального иммунитета — молекулярного механизма, с помощью которого бактерии обнаруживают внутри себя геном паразита — бактериального вируса — и обезвреживают его. Дудна и Шарпантье показали, что с помощью этого механизма можно разрезать в наперед заданной точке любую молекулу ДНК, и не только бактериальной, а любого организма. Дальнейшее оказалось делом техники: если вы можете «раскусить» с помощью белка-фермента определенную последовательность ДНК, клетки станут залечивать этот разрыв, а в процессе залечивания можно внести в гены нужные вам изменения.

Демонстрация того факта, что эти «ножницы», используемые бактерией для борьбы с вирусами, вынуть из бактерии и использовать в пробирке или в клетках высших организмов для направленного изменения любой последовательности ДНК, открыло эру геномного редактирования нового типа — иногда его называют «редактированием для чайников». Возникли разговоры о том, что теперь биохакеры могут делать это «в гаражах», как в 70-е годы основоположники компьютерной революции создавали первые персональные компьютеры и продукты для них. На самом деле это, конечно, далеко не так просто. Тем не менее, открылось огромное поле возможностей для самых разных ученых, изучающих и бактерии, и растения, и животных, и людей. Вдруг стало возможным адресно изменять интересующие места генома и смотреть, что из этого получится.

Наверное, самый известный публике пример — это сомнительные опыты китайского генетика Хэ Цзянькуя по редактированию генома девочек-близнецов. Кстати, против этой работы очень резко выступила одна из сегодняшних нобелиаток, Дженнифер Дудна. Однако из технологии редактирования выросло огромное множество практических приложений. К примеру, сейчас в стадии клинических испытаний находятся методики, использующие геномное редактирование для лечения некоторых форм рака легких, болезней типа мышечной дистрофии Дюшенна, проблем, связанных со старческой дегенерацией сетчатки, а также многих лейкемий.

Что касается немедицинских применений, то многие из них уже реализованы на коммерческой основе. Получен целый ряд сельскохозяйственных животных и растений, обладающих заданными свойствами. Вот несколько анекдотичный пример: как известно, в магазинах шампиньоны на срезах быстро темнеют. С точки зрения продавца, это плохо, потому что покупатели не хотят покупать черные шампиньоны, а хотят белые. Выяснилось, что ген, который кодирует белок, ответственный за потемнение, можно разрушить, используя технологию CRISPR-cas. И вот в США пару лет назад были одобрены к использованию шампиньоны с отредактированным геном. Теперь потребитель может покупать старые шампиньоны по цене свежих. И это прекрасно, — это и доказывает, что наука очень полезная вещь.

Если же говорить серьезно, то сегодня, по моим оценкам, объем рынка технологий, основанных на CRISPR-cas, составляет около $2 млрд. По другим оценкам , к 2027 году он достигнет $10 млрд.

К сожалению, сегодняшнюю нобелевскую премию омрачает одна не очень красивая история. Мой друг и коллега Виргиниюс Шикшнис из Вилнюсского университета сделал научную работу , которая по существу предвосхищала результаты Дудны и Шарпантье. Написанная им статья была представлена к публикации раньше, чем работы Шарпантье и Дудны, однако прошла много мытарств, а в результате была опубликована позже, и не в престижном Nature, а в чуть менее респектабельном PNAS. Формальный приоритет Шикшниса признает большинство научного сообщества, и он даже удостоился за свою работу премии Калви — норвежского аналога Нобелевки. Таким образом, Литва как государство никогда не была так близка к тому, чтобы гордиться собственным нобелевским лауреатом, как сегодня. К сожалению, этого не произошло.

Следует упомянуть и еще одно имя — Фэна Чжана из Института Брода (MIT). Буквально через полгода после выхода работы Дудны он сделал следующий шаг, показав, что методику можно применять не только в пробирке, но и в живых клетках человека. В патентном споре с первооткрывателями метода Чжан одержал ряд побед . Однако с точки зрения фундаментальной науки это все же второй шаг: сперва надо было показать, что такое в принципе возможно, что и сделали нобелиаты. При этом, конечно, работе Чжана тоже нельзя не отдать должное.

Что ж, у любого открытия всегда есть много родителей. Это не умаляет того факта, что Дженнифер и Эмманюэль сделали огромное дело, положив начало огромной области биологических и медицинских исследований. Воспользуюсь этой колонкой, чтобы передать им мои поздравления.

Мнение автора может не совпадать с точкой зрения редакции

Бизнес на молекулах: 6 стартапов, зарабатывающих на генетических исследованиях

DEFAULT NODE

Бизнес на молекулах: 6 стартапов, зарабатывающих на генетических исследованиях

Генетические тесты, которые позволяют подобрать фитнес-программу или узнать о творческих способностях ребенка, за пять лет в превратились из наукоемкого продукта в массовый сервис. Скрининги на основе таких тестов предлагают около десятка специализированных компаний, а услуги по расшифровке структуры ДНК появились в популярных сетях лабораторий.

Компания «Генотек», которая первой взялась за популяризацию генетических исследований в 2010 году, 9 февраля 2016 года получила в ходе очередного раунда финансирования $2 млн от группы инвесторов во главе с генеральным директором и совладельцем «Русагро» Максимом Басовым и бывшим руководителем администрации президента России Александром Волошиным. Это второй крупный раунд для стартапа – в конце 2013 года он получил $500 000 от фонда RuStarsVentures.

Какие еще российские компании, работающие в сфере генетических исследований, привлекают к себе внимание инвесторов?

Главная фотография:
http://www.forbes.ru/sites/default/files/forbes_import/zz/zzz4061345.jpg
Тэги:
Стартапы
стартапы
ДНК
технологии
наука
биотехнологии
генетика
Идеи и изобретения
Отображать в тексте статьи(под снос):
Не отображать в тексте статьи
Подзаголовок:
Перспективные компании из России, монетизирующие последние достижения науки
Авторы:
Елена Краузова
Отправить Push-уведомление в iPhone (под снос):
Не отправлять Push-уведомление
Рубрика (канал):
Технологии
Не показывать рекламу:
показывать рекламу
Не экспортировать в Яндекс и соц сети:
экспортировать в Яндекс
В контент лист
0

Рекомендуемые материалы