Νόμπελ Χημείας 2020 σε δύο γυναίκες και το CRISPR-Cas9

CRISPR Cas9
Charpentier-Doudna. Πηγή εικόνας: cdn.britannica.com

Πρόσφατα η Σουηδική Βασιλική Ακαδημία Επιστημών απένειμε το Νόμπελ Χημείας 2020 σε δύο ερευνήτριες, την Emmanuelle Charpentier και την Jennifer Doudna, για την ανάπτυξη μιας μεθόδου σχετικής με την επεξεργασία του γονιδιώματος γνωστή και ως CRISPR-Cas9.  

Συγκεκριμένα, αυτές οι δύο ερευνήτριες είναι υπεύθυνες για την ανακάλυψη του γενετικού ψαλιδιού CRISPR-Cas9. Ένα πολύ σημαντικό εργαλείο στην τροποποίηση του DNA με εξαιρετική ακρίβεια. Αυτή η επαναστατική ανακάλυψη, θα αποτελέσει στο μέλλον θεραπεία κατά πολλών γενετικών ασθενειών, καθώς και του καρκίνου. 

Charpentier και Doudna: Οι δύο ερευνήτριες.

Η Emmanuelle Charpentier είναι διευθύντρια του Max Planc Unit για τις επιστήμες των παθογόνων στο Βερολίνο. Γεννήθηκε το 1968 στην Γαλλία και σπούδασε βιοχημεία, μικροβιολογία και γενετική στο Pierre and Marie Curie University στο Παρίσι. Κατά το διδακτορικό της στο Ινστιτούτο Παστέρ, μελέτησε τους μοριακούς μηχανισμούς που εμπλέκονται στην αντοχή στα αντιβιοτικά.  

Η Jennifer Doudna είναι καθηγήτρια στο University of California και ερευνήτρια στο Howard Hughes Medical InstituteΓεννήθηκε το 1964 στην Ουάσιγκτον ενώ εφτά χρόνια αργότερα η οικογένειά της μετακόμισε στην Χαβάη. Η χλωρίδα και η πανίδα του νησιού αυτού, πυροδότησαν την περιέργεια της Doudna για τους βιολογικούς μηχανισμούς της ζωής. Στην συνέχεια, σπούδασε βιοχημεία στο Pomona College της Καλιφόρνια και έκανε το διδακτορικό της στο Harvard. Το θέμα της διδακτορικής της διατριβής αφορούσε ένα σύστημα που αύξησε την αποτελεσματικότητα ενός αυτοαντιγραφούμενου καταλυτικού RNA. 

Οι δρόμοι αυτών των δύο ερευνητριών διασταυρώθηκαν το 2012, με σκοπό την μελέτη του CRISPR-Cas 9 σε δοκιμαστικό σωλήνα. Κάτι που εν τέλει, αποτέλεσε την πιο σημαντική επιστημονική ανακάλυψη του 21ου αιώνα. 

ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΑΚΟΜΑ

CRISPR-Cas9: Γιατί είναι τόσο σημαντικό; 

Το CRISPR είναι το ανοσοποιητικό σύστημα των προκαρυωτικών οργανισμών, δηλαδή των βακτηρίων και των αρχαίων (archaea), έναντι των βακτηριοφάγων. Οι βακτηριοφάγοι είναι ιοί, οι οποίοι προσβάλουν και καταστρέφουν τα βακτήρια.  

Το CRISPR λοιπόν, είναι ικανό να αναγνωρίζει γενετικές αλληλουχίες που ανήκουν σε έναν βακτηριοφάγο και να τις καταστρέφει, χρησιμοποιώντας ειδικά ένζυμα που ονομάζονται Cas. 

Παρόλο που η ύπαρξή του είναι γνωστή από το 1993 και έκτοτε έχει μελετηθεί ουκ ολίγες φορές, το 2012 οι ερευνήτριες αυτές απομόνωσαν για πρώτη φορά τα συστατικά του, τα προσάρμοσαν σε δοκιμαστικό σωλήνα και διαπίστωσαν ότι το σύστημα αυτό μπορεί να προγραμματιστεί για να κόψει συγκεκριμένες θέσεις σε απομονωμένο DNA. 

CRISPR Cas9
CRISPR-Cas9. Πηγή Εικόνας: www.news-medical.net

Ταυτόχρονα, η Emmanuelle Charpentier μελέτησε ένα σημαντικό συστατικό του CRISPR, ένα μόριο RNA που παίζει ρόλο στην αναγνώριση αλληλουχιών βακτηριοφάγου στο βακτήριο Streptococcus pyogenes το οποίο προκαλεί ασθένεια στους ανθρώπους. 

Από την δημοσίευση της έρευνάς τους “A Programmable Dual-RNA-Guided DNA Endonuclease in Adaptive Bacterial Immunity” στο Science, τον Αύγουστο του 2012, έχουν αρχίσει να ξεπηδούν νέες εταιρίες, οι οποίες έχουν ως στόχο την χρήση του γενετικού αυτού ψαλιδιού στην επιστήμη, την ιατρική, την βιομηχανία και την γεωργία. Ήδη έχει χρησιμοποιηθεί για την βελτίωση καλλιεργειών στην γεωργία καθώς και πραγματοποιούνται κλινικές δοκιμές για την χρήση του ως μέθοδο θεραπείας έναντι της δρεπανοκυτταρικής αναιμίας. 

Το μέλλον του CRISPR  

Αν και το CRISPR-Cas9 είναι ένα πολλά υποσχόμενο εργαλείο για την επιστημονική κοινότητα, υπάρχουν ηθικοί φραγμοί στην απεριόριστη χρήση του. Γνωστή είναι η υπόθεση του ερευνητή He Jiankui στην Κίνα, ο οποίος χρησιμοποίησε το CRISPR-Cas9 για να παρέμβει σε έμβρυα, καθιστώντας τα άνοσα στον ιό της ανθρώπινης ανοσοανεπάρκειας (HIV). Η κυβέρνηση της Κίνας και η πλειοψηφία της επιστημονικής κοινότητας καταδίκασαν την πράξη αυτή. Συγκεκριμένα, η παρέμβαση σε έμβρυα και ο σχεδιασμός τους σύμφωνα με προτιμήσεις τρίτων, φέρνουν στο μυαλό μεθόδους όπως την ευγονική και θυμίζουν τις μαύρες σελίδες της ιστορίας. Ταυτόχρονα, τέτοιες πράξεις θα μπορούσαν να διαταράξουν την πορεία της ανθρώπινης εξέλιξης, φέρνοντας την ανθρωπότητα αντιμέτωπη με ένα άγνωστο και αβέβαιο μέλλον. 

Το CRISPR πρέπει να αποτελέσει ένα πολύτιμο εργαλείο στα χέρια των ερευνητών, θεραπεύοντας ασθένειες και βελτιώνοντας το επίπεδο ζωής, χωρίς να γίνει ένα επικίνδυνο όπλο στα χέρια ενός πιθανού βιοτρομοκράτη 

Μέχρι τότε, η συμβολή των δύο ερευνητριών για την ανακάλυψη του γενετικού αυτού ψαλιδιού, αποτελεί από τις πιο σημαντικές στιγμές της ιστορίας της επιστήμης.

Πηγές:

A Programmable Dual-RNA–Guided DNA Endonuclease in Adaptive Bacterial Immunity, J. Doudna, E. Charpentier, Science. Ανακτήθηκε από https://science.sciencemag.org/content/337/6096/816.long (Τελευταία πρόσβαση 11/11/2020 στις 12:45)

Pioneers of revolutionary CRISPR gene editing win Chemistry Nobel, Nature. Ανακτήθηκε από https://www.nature.com/articles/d41586-020-02765-9 (Τελευταία πρόσβαση 11/11/2020 στις 13:00)

Press release: The Nobel Prize in Chemistry 2020, The Nobel Prize. Ανακτήθηκε από https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2020/press-release/ (Τελευταία πρόσβαση 11/11/2020 στις 13:00)

 


Λίγα λόγια για τον συντάκτη

Μαρία Σπανουδάκη

Είμαι τελειόφοιτη της σχολής Μοριακής και Κυτταρικής Βιολογίας του Università degli studi di Perugia, Ιταλίας. Τομείς ενδιαφέροντος: γενετική, ιοθεραπεία, θεραπείες με βακτηριοφάγους. Ευχαριστώ πολύ που διαβάσατε το άρθρο μου.

Εβδομαδιαία ενημέρωση απο το maxmag στο email σου

Η ενημέρωση σου, για όλα τα θέματα, επί παντός επιστητού, είναι προτεραιότητα για μας στο MAXMAG. Αυτός είναι κ ο λόγος, για τον οποίο κάθε εβδομάδα οι συντάκτες μας θα επιλέγουν τα 15 σημαντικότερα άρθρα, από όλες τις στήλες του περιοδικού και θα φροντίζουμε να τα λαμβάνεις απευθείας στο email σου. Όλες οι σημαντικές ειδήσεις θα σε περιμένουν να τις ανοίξεις. Το μόνο που χρειάζεται να κάνεις είναι μια εγγραφή στο Newsletter μας. Τι περιμένεις λοιπόν;