Precizitāte ir zinātnieka pazīme. Emmanuelle Charpentier un Jennifer Doudna atklāja revolucionāro gēnu tehnoloģiju rīku CRISPR/Cas9, "ģenētiskās šķēres". Šī dzīvi mainošā rīka pionieres Emmanuelle Charpentier un Jennifer Doudna ir apbalvotas ar Nobela prēmiju ķīmijā 2020. gadā. Viņu izgudrojums 2012. gadā ļāva veikt neskaitāmus atklājumus tādās svarīgās jomās kā vēža pētniecība, augu pētniecība un iedzimtu slimību ārstēšanas līdzekļu atrašana. CRISPR/Cas9 rīks ir atvieglojis ģenētisko sekvenču rediģēšanu precīzā vietā īsākā laikā. To atklājums ir mainījis skatījumu uz dzīvības zinātnēm. Tas ir atspēriena punkts jaunai ērai ģenētikā, kas nesīs labumu dzīvajiem. 

Kas ir CRISPR/Cas9 un kā tas tika atklāts?

CISPR/CAS9 ir gēnu rediģēšanas rīks, ko izmanto, lai nogrieztu DNS sekvenci precīzi vajadzīgajā vietā. CRISPR nozīmē Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, bet Cas9 ir enzīms, kas palīdz nogriezt sekvenci. CRISPR ir divas galvenās iezīmes - nukleotīdu atkārtojumi un atstarpes. Parasti CRISPR nukleotīdu sekvences darbojas kā šablona virkne, lai transkribētu komplementāro RNS, ko galu galā nosauca par CRISPR RNS (cr RNS). Emmanuelle Charpentier un Jennifer Doudna bija pirmās, kas atklāja šos atstarpes un repetitorus. Viņi arī atklāja, ka Cas9 enzīms, kas palīdzēja sagriezt DNS sekvenci, saistījās ar citām RNS molekulām. Šīs divas molekulas, cr RNS un transaktivējošā cr RNS, palīdzēja Cas9 pārgriezt mērķvietu dubultās DNS virknes mērķa vietā.

Šo atklājumu izdarīja Emmanuelle Charpentier, novērojot streptokoka baktērijas imūnsistēmas mehānismu pret vīrusu. Viņu visvairāk intriģēja tas, ka baktērijā atrodamajai RNS molekulai bija ļoti līdzīgs ģenētiskais kods kā baktērijas CRISPR. Analizējot abas sekvences, tika konstatēts, ka RNS molekula atbilst CRISPR atkārtojošajai daļai. Turpinot pētījumus, viņa atklāja, ka šī mazā RNS molekula aktivizē RNS sekvenci Cas9 klātbūtnē. RNS sekvence bija CRISPR sekvences rezultāts. Šo molekulu nosauca par trans aktivizējošo CRISPR RNS. Kad baktērija ir inficēta ar vīrusu, baktērija pievieno vīrusa DNS savā genomā CRISPR reģionā kā atmiņu. Tas palīdz baktērijai izvairīties no turpmākas jaunas infekcijas. Pēc tam šī CRISPR DNS tiek kopēta, lai izveidotu CRISPR RNS, kurai ir jābūt sašķeltai, lai veidotu vīrusa DNS, kas palīdzētu atpazīt svešo vīrusa DNS. 

Vēlāk Dženifera Doudna analizēja, vai šo vīrusa DNS var identificēt, izmantojot CRISPR RNS un Cas9 enzīma molekulu. Pēc vairākiem eksperimentiem viņi joprojām nespēja to identificēt un saprata, ka kaut kas pietrūkst. Tāpēc nākamajā reizē, kad viņi veica eksperimentu, tika pievienota arī transaktivējošā CR RNS molekula, ko atklāja Emanuela. Viņiem par pārsteigumu tika identificēta vīrusa DNS, kas noveda pie jaunā eona. 

Mūsdienās CRISPR/Cas9 ir radījusi jaunu pieeju dzīvei. Tā tiek izmantota dažādās zinātnes jomās. Šis rīks ir bijis evolucionārs medicīnas zinātnēs. Šodien pētnieki strādā pie tā, lai izskaustu iedzimtus traucējumus, kas cilvēci ir skāruši visvairāk. Cita joma, kurā šis rīks tiek izmantots, ir lauksaimniecība, lai modificētu augus, padarot tos izturīgus pret infekcijām, zāļu izstrādē, gēnu terapijā un daudzās citās jomās. Izmantojot šo rīku reglamentētā un ētiskā veidā, cilvēce var iepazīt neierobežotu pasauli. 

Atsauce 

https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2020/popular-information/

Saistītie raksti
logotipa abonements

Abonēt mūsu biļetenu

Ekskluzīvs augstas kvalitātes saturs par efektīvu vizuālo
komunikācija zinātnē.

- Ekskluzīvs ceļvedis
- Dizaina padomi
- Zinātnes jaunumi un tendences
- Mācību pamācības un veidnes