Explicație: Premiul Nobel pentru Chimie pentru foarfece pentru editarea genelor
Emmanuelle Charpentier, Jennifer Doudna împărtășesc Premiul pentru chimia CRISPR, care le permite oamenilor de știință să „decupeze” în interiorul unei secvențe genetice. Acest lucru are o varietate de utilizări potențiale, dar ridică și preocupări etice.
În primul rând, cercetătorii creează în mod artificial un ARN ghid, care ajută la ducerea foarfecelor genetice în locul din genom unde va fi făcută tăietura. Pentru a edita o genă, ei proiectează special un șablon ADN mic. Când celula repară tăietura, va folosi acest șablon ADN. Acest lucru schimbă codul din genom. (Johan Jarnestad/Academia Regală Suedeză de Științe) Simplitatea sa a fost adesea comparată cu mecanismul „Cut-Copy-Paste” din orice procesor de text (sau, probabil, mecanismul la fel de comun „Găsiți-Înlocuiți”), în timp ce utilizările sale pot transforma ființele umane și toate celelalte forme de viață. Poate elimina bolile genetice și de altă natură, poate multiplica producția agricolă, poate corecta deformările și chiar deschide posibilitățile mai controversate de a produce „bebe de designer” și de a aduce perfecțiunea cosmetică. De fapt, orice este legat de funcționarea genelor poate fi corectat sau „editat”.
Tehnologia CRISPR (prescurtare de la Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats), numită destul de inelegant, pentru editarea genelor, a declanșat un entuziasm extraordinar de când a fost dezvoltată în anul 2012, atât pentru promisiunea pe care o deține în îmbunătățirea calității vieții, și pericolele folosirii lui greșite. De atunci, sute de oameni de știință și laboratoare au început să lucreze la tehnologie pentru o varietate de utilizări. În ultimii opt ani, tehnologia a adus o serie de premii și onoruri pentru dezvoltatorii săi. Miercuri, a culminat cu Premiul Nobel pentru Chimie pentru cele două femei care au început totul, Emmanuelle Charpentier, în vârstă de 52 de ani, din Franța, și americanca Jennifer Doudna, în vârstă de 56 de ani.
Este probabil singura dată în istoria Premiului Nobel când două femei au fost declarate singurele câștigătoare.
Tehnologia
Editarea sau modificarea secvențelor de gene nu este nimic nou. Se întâmplă de câteva decenii, în special în domeniul agriculturii, unde mai multe culturi au fost modificate genetic pentru a oferi anumite trăsături.
Dar ceea ce a făcut CRISPR este să facă editarea genelor foarte ușoară și simplă și, în același timp, extrem de eficientă. Și posibilitățile sunt aproape nesfârșite, a spus Debojyoti Chakraborty, care lucrează cu această tehnologie la CSIR-Institutul de Genomică și Biologie Integrativă din New Delhi.
În esență, tehnologia funcționează într-un mod simplu - localizează zona specifică din secvența genetică care a fost diagnosticată ca fiind cauza problemei, o decupează și o înlocuiește cu o secvență nouă și corectă care nu mai provoacă problemă.
Tehnologia reproduce un mecanism natural de apărare în unele bacterii care utilizează o metodă similară pentru a se proteja de atacurile virușilor.
O moleculă de ARN este programată pentru a localiza secvența problematică particulară pe catena ADN și o proteină specială numită Cas9, care acum este adesea descrisă în literatura populară drept „foarfecă genetică”, este folosită pentru a rupe și a elimina secvența problematică. O catenă de ADN, atunci când este ruptă, are tendința naturală de a se repara singură. Dar mecanismul de auto-reparare poate duce la re-creșterea unei secvențe problematice. Oamenii de știință intervin în timpul acestui proces de auto-reparare furnizând secvența dorită de coduri genetice, care înlocuiește secvența originală. Este ca și cum ai tăia o porțiune dintr-un fermoar lung undeva la mijloc și ai înlocui acea porțiune cu un segment proaspăt.
Explicat expliciteste acum pornitTelegramă. Clic aici pentru a vă alătura canalului nostru (@ieexplained) și fii la curent cu cele mai recente
jemele hill salariu espn
Pentru că întregul proces este programabil, are o eficiență remarcabilă și a adus deja rezultate aproape miraculoase. Există o mulțime de boli și tulburări, inclusiv unele forme de cancer, care sunt cauzate de o mutație genetică nedorită. Toate acestea pot fi reparate cu această tehnologie. Există aplicații vaste și în alte părți. Secvențele genetice ale organismelor cauzatoare de boli pot fi modificate pentru a le face ineficiente. Genele plantelor pot fi editate pentru a le face să reziste dăunătorilor sau să le îmbunătățească toleranța la secetă sau temperatură.
În ceea ce privește implicațiile sale, aceasta este probabil cea mai semnificativă descoperire în științele vieții după descoperirea structurii cu dublu helix a moleculei de ADN în anii 1950, a spus Siddharth Tiwari de la Institutul Național de Biotehnologie Agroalimentară din Mohali, care a fost folosind tehnologia CRISPR asupra genelor plantelor de banane.
Emmanuelle Charpentier și Jennifer Doudna, pentru descoperirea foarfecelor genetice CRISPR/Cas9, care pot fi folosite pentru a schimba ADN-ul ființelor vii. Castigatorii
Charpentier și Doudna lucrau independent când au dat peste diferite informații care ulterior s-au adunat pentru a fi dezvoltate în această tehnologie. Charpentier, un biolog care lucra atunci la un laborator din Suedia, avea nevoie de expertiza unui biochimist pentru a procesa noile informații pe care le obținuse despre secvențele genetice ale unei anumite bacterii la care lucrase, numită Streptococcus pyogenes.
Ea auzise de munca lui Doudna la Universitatea din California, Berkeley, iar cei doi s-au întâlnit întâmplător la o conferință științifică din Puerto Rico în 2011, potrivit unui raport publicat pe site-ul web al Premiului Nobel. Chapentier a propus o colaborare, la care Doudna a fost de acord. Grupurile lor de cercetare au colaborat apoi la distanță lungă în anul următor. În decurs de un an, au reușit să iasă cu o tehnologie revoluționară de editare genetică.
Câțiva alți oameni de știință și grupuri de cercetare au adus, de asemenea, contribuții vitale la dezvoltarea acestei tehnologii. Cineva ca Virginijus Siksnys, un biochimist care lucrează la Universitatea Vilnius din Lituania, este recunoscut pe scară largă ca un co-inventator al acestei tehnologii. De fapt, Siksnys a împărțit Premiul Kavli 2018 în Nanoștiință cu Doudna și Chapentier pentru această tehnologie. Dar contribuția fundamentală a celor două femei este de necontestat. Realizarea lor a fost recunoscută prin mai multe premii prestigioase în ultimii ani, inclusiv Breakthrough Prize in Life Sciences în 2015 și Wolf Prize in Medicine la începutul acestui an.
Au existat câteva murmururi în comunitatea științifică despre Nobelul pentru Chimie că a mers la biologi. Dar se pare că acesta nu este un fenomen nou. Rolul central al chimiei în științele vieții - la nivel molecular, biologia este în esență chimie - a asigurat că un număr tot mai mare de premii Nobel au fost acordate recent pentru lucrări în domeniul biochimiei. De fapt, o lucrare de cercetare publicată la începutul acestui an a subliniat această schimbare treptată a naturii premiului pentru Chimie. Potrivit Chemistry World, o revistă de știri publicată de Royal Society of Chemistry, dintre cei 189 de oameni de știință premiați până acum cu Nobelul pentru Chimie, 59 au lucrat în domeniul biochimiei. Aceasta a fost mai mult decât orice altă ramură a chimiei.
Citește și | Premiile Nobel pentru Fizică și Medicament
Richard Garfield andrew Garfield
Preocupări etice
În noiembrie 2018, un cercetător chinez din Shenzen a creat senzație internațională cu afirmația sa că a modificat genele unui embrion uman, ceea ce a dus în cele din urmă la nașterea de fete gemene. Acesta a fost primul caz documentat în care „bebelușii designer” au fost produși folosind noile instrumente de editare genetică precum CRISPR și a ridicat exact tipul de preocupări etice despre care au vorbit oameni de știință precum Doudna.
În cazul gemenilor chinezi, genele au fost editate pentru a se asigura că nu se infectează cu HIV, virusul care provoacă SIDA. Această trăsătură specială ar fi apoi moștenită și de generațiile ulterioare. Preocupările nu au fost legate de motivul pentru care tehnologia a fost folosită la fel de mult ca de etica producerii de copii cu anumite trăsături genetice. Oamenii de știință au subliniat că problema în acest caz, potențiala infecție cu virusul HIV, avea deja alte soluții și tratamente alternative. Ceea ce a înrăutățit lucrurile a fost că editarea genelor a fost probabil făcută fără nicio permisiune sau supraveghere de reglementare. Alții au subliniat, de asemenea, că, deși tehnologia CRISPR era incredibil de precisă, nu era 100% precisă și este posibil ca și alte gene să fie modificate din greșeală.
Doudna însăși a militat pentru dezvoltarea unor reguli și linii directoare internaționale pentru utilizarea tehnologiei CRISPR și a susținut până atunci o pauză generală a acestui tip de aplicații.
Imparte Cu Prietenii Tai:
