Нобелівський тиждень
Хімія
Нобелівський тиждень
Хімія

Нобелівську премію з хімії присудили за розвиток методу редагування геному

Лауреатками Нобелівської премії з хімії у 2020 році стали Еммануель Шарпентьє (Emmanuelle Charpentier) та Дженніфер Дудна (Jennifer Doudna). Шведська королівська академія наук присудила їм нагороду за розвиток методу редагування геному. Слідкувати за церемонією нагородження можна у прямому ефірі на сайті Нобелівського комітету.

Еммануель Шарпентьє та Дженніфер Дудна винайшли один з інструментів генної технології: генетичні ножиці CRISPR / Cas9. Завдяки цій технології дослідники можуть змінювати ДНК тварин, рослин та мікроорганізмів із надзвичайно високою точністю. Це також сприяє новим методам лікування раку і може допомогти у лікуванні спадкових захворювань.

CRISPR — це абревіатура Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, яку можна перекласти як короткі паліндромні повтори, регулярно розташовані групами. Це повторювані послідовності ДНК бактерій та архей, які розділені унікальними послідовностями. Вони є частиною імунної системи цих організмів. Коли бактерія знешкоджує вірус, вона зберігає його генетичний матеріал всередині послідовностей CRISPR. Наступного разу, коли бактерію знову атакує вірусна інфекція, вона виробляє спеціальний фермент Cas9, який зберігає інформацію про фрагменти вірусного генетичного коду. Якщо ця ділянка та ДНК вірусу, що атакує бактерію, співпадають, білок знешкоджує вірус.

Еммануель Шарпентьє вивчала бактерію стрептокока групи А, що викликає ряд інфекцій в організмі людини. Під час досліджень вчена виявила раніше невідому молекулу tracrRNA. Її робота показала, що tracrRNA є частиною давньої імунної системи бактерій, CRISPR / Cas, яка знешкоджує віруси, розщеплюючи їхню ДНК. Шарпентьє опублікувала своє відкриття в 2011 році. Того ж року вона ініціювала співпрацю з Дженніфер Дудною, спеціалісткою з біохімії, що вивчала РНК. Разом їм вдалося у 2012 році відтворити генетичні ножиці бактерій та спростити молекулярні компоненти ножиць, щоб їх було простіше використовувати. У своїй природній формі ножиці розпізнають ДНК від вірусів, але Шарпентьє і Дудна довели, що ними можна керувати. Це дозволяє вирізати будь-яку молекулу ДНК на заздалегідь визначеному місці.

Минулорічними лауреатами премії з хімії стали Джон Гуденаф, Стенлі Віттінгем та Акіра Йосіно. Вони отримали нагороду «за розробку літій-іонних акумуляторів». Такі акумулятори використовуються у всьому світі для живлення портативної електроніки та електромобілів. Перевага літій-іонних батарей полягає в тому, що вони базуються не на хімічних реакціях, що руйнують електроди, а на іонах літію, що протікають між анодом і катодом. Стенлі Віттінгем розробив першу таку функціональну батарею, анод якої складався з металевого літію, а катод — з дисульфіду титану. Джон Гуденаф запропонував використовувати для катода оксид кобальту. На основі такого катода Акіра Йосіно створив першу безпечну та придатну для комерційного використання літій-іонну батарею. Замість активного літію в аноді він застосував нафтовий кокс — вуглецевий матеріал, який може інтеркалювати іони літію. Результатом стала легка, міцна батарея, яку можна заряджати сотні разів до того, як її продуктивність знизиться.

  • Раніше на цьому тижні вже присудили премію з фізики за дослідження чорних дір, а також премію з медицини за вивчення вірусу гепатиту С.