Az idei kémiai Nobel-díj is megerősíti a génszerkesztés világszerte terjedő gyakorlatát. A technológia hatalmas lehetőségeket teremt több társadalmi és a mezőgazdasági kérdés megoldásában. A Genetikai olló a géntechnológia egyik legélesebb eszközének felfedezéséért kapta idén a kémiai Nodel-díjat két kutatóhölgy, Emmanuelle Charpentier és Jennifer A. Doudna. A CRISPR/Cas9 nevű eljárással a kutatók rendkívül nagy pontossággal képesek megváltoztatni állatok, növények és mikroorganizmusok DNS-ét.
A technológia úttörő hatást gyakorolt az élettudományokra, hozzájárul az új rákterápiákhoz, és valóra válthatja az örökletes betegségek gyógyításának álmát is. Az eljárás mezőgazdasági felhasználási területeken is szinte felfoghatatlan előnyöket kínál – írta az Agrárágazat. A CRISPR/Cas9 genetikai ollóval néhány hét leforgása alatt lehetséges az élet kódjának megváltoztatása. A felfedezéssel a növénykutatók képesek voltak olyan növények kifejlesztésére, amelyek ellenállnak a penésznek, a kártevőknek vagy az aszálynak. Az eljárás arra a felismerésre épül, hogy a baktériumok ősi immunrendszerének bizonyos molekulái a DNS-ek hasításával hatástalanítják a vírusokat. A két kutatónak sikerült újratermelni a baktériumok genetikai ollóját egy kémcsőben, és egyszerűsíteni az olló molekuláris összetevőit, így könnyebben használhatóak voltak.
A hazai génhelyzet
A génszerkesztés témája Magyarországon különösen érdekes kérdés, miután az Alaptörvény rögzíti hazánk génmódosítás-mentességét. Ám a cikk szerint jelentős különbség van a génmódosítás (GM) és a génszerkesztés között. A GM során egy gént, vagy annak bármely részét emelik ki a sejtből, és átültetik egy másikba (vagy szintetikus géneket vagy génszakaszokat visznek be természetes szervezetbe), amivel megváltozik a befogadó génállománya. A génszerkesztés során az élőlény saját genetikai állományát változtatják meg – vagyis kémiai eszközökkel végzik azt, amit a természet végezne el, csak sokkal hosszabb idő alatt, de természetesen idegen gének bejuttatása nélkül – írták.
A cikk szerint a magyar tudományos körökben lényegében egyetértés van a génszerkesztéses technológia létjogosultságát, de legalábbis kutatásra feltétlenül érdemes voltát illetően. A betegség-ellenálló gabonafélékre vonatkozó kísérletek sikere miatt például a Magyar Tudományos Akadémia évekkel ezelőtt sürgette, hogy az EU mondja ki: a genomszerkesztéssel létrehozott termékek nem esnek a GMO-ra vonatkozó szabályozás alá. Két éve aztán az EU máshogy döntött. Ez az anyag szerint azért aggályos, mert a kontinens agrár-konkurensei, az USA és Kína nagy lendülettel folytatnak génszerkesztéssel kapcsolatos kutatásokat. Mások is ezt hozzák fel érvként: nagyobb terméshozam, aszálytűrő, erősebb gyökérzetű, kisebb fertőzésérzékenységű növények, nagyobb testtömegű és betegség-ellenállóságú állatok nemesíthetőek a génszerkesztéssel.
Az idei kémiai Nobel-díj nyerteseiről és a felfedezésről részletesebben:
A modern génszerkesztés két úttörője, Emmanuelle Charpentier francia mikrobiológus és Jennifer Doudna amerikai biokémikus a DNS célzott, rendkívül pontos szerkesztését lehetővé tévő CRISPR/Cas9 genetikai olló kifejlesztéséért részesül az elismerésben, amelyet előttük mindössze öt nő kapott meg. Ez az első alkalom, hogy egy tudományos Nobel-díjon kizárólag nők osztoznak. Mint oly gyakran a tudományban, a genetikai olló feltalálása is váratlan volt. A két kutató az ember számára egyik legártalmasabb baktériumot, a Streptococcus pyogenest tanulmányozva felfedezett egy korábban ismeretlen molekulát, a tracrRNA-t. Kimutatták, hogy a tracrRNA része a baktérium immunrendszerének (CRISPR/Cas), amely úgy ártalmatlanítja a vírusokat, hogy széthasítja a DNS-üket. Emmanuelle Charpentier 2011-ben tette közzé eredményeit. Ugyanabban az évben kezdeményezte a közös munkát a tapasztalt biokémikus Jennifer Doudnával, aki kiterjedt ismeretekkel rendelkezett a DNS-hez hasonló polimer óriásmolekuláról, a ribonukleinsavról (RNS). Együtt sikerült kémcsőben újraalkotniuk a baktérium genetikai ollóját és egyszerűsíteniük az olló molekuláris komponenseit, hogy könnyebb legyen a használata. Ezután egy korszakalkotó kísérletben újraprogramozták a molekuláris ollót.
Bármilyen DNS-molekulát elvágnak
Természetes formájában a genetikai olló a vírusok örökítőanyagát ismeri fel. Emmanuelle Charpentier és Jennifer Doudna azonban bebizonyította, hogy az ollót irányítás alá vonva bármilyen DNS-molekulát el tudnak vágni vele egy előre meghatározott helyen. Ahol a DNS-t elvágták, könnyű újraírni az élet kódját. Amióta a két tudós 2012-ben felfedezte a CRISPR/Cas9 molekuláris ollót, robbanásszerűen nőtt az eljárás alkalmazása. Az olló sok fontos felfedezésben játszott szerepet az alaptudományban, a növénykutatók képesek voltak a penészgombával, a kórokozókkal és az aszállyal szemben ellenálló növények kifejlesztésére a segítségével, az orvoslásban pedig több új rákterápia klinikai tesztje is folyamatban van. A genetikai olló új korszakot nyitott az élettudományokban, és sok tekintetben a legnagyobb hasznára van az emberiségnek – írta a Nobel-bizottság.
Németország és USA
Az 51 éves Emmanuelle Charpentier a németországi Max Planck Intézetek Patogéntudományi egységének a vezetője. A 2010-es évek elején a svédországi Umea Egyetem molekuláris fertőzések gyógyítását kutató laboratóriumának vezetőjeként dolgozott, 2015-ben lett a német Max Planck Társaság tagja, a berlini Fertőzésbiológiai Intézet igazgatója. Jennifer Doudna amerikai biokémikus a Kaliforniai Egyetem berkeley-i intézményének (Berkeley) professzora. Jelenleg az Innovatív Genomika Intézet igazgatójaként egy újkoronavírusteszt-központot vezet, ahol a Covid–19 CRISPR-alapú tesztelését végzik. A CRISPR/Cas9 eljárást a 2015-ös év tudományos áttörésének választották. Charpentier és Doudna az elmúlt években számtalan tudományos kitüntetést kapott, köztük a norvég Kavli-díjat, a kanadai Gairdner Nemzetközi Díjat, a Mark Zukerberg és felesége alapította Breakthrough Prize in Life Sciences díjat és a Wolf-díjat, amelyet idén ítéltek oda nekik a CRISPR genomszerkesztő rendszer kifejlesztéséért – írta az MTI.
