РАЗГОВОРНИК

МАКАЗЕ МЕЊАЈУ СВЕТ

Милица Голубовић

Већ у раној фази нашег истраживања имале смо осећај да смо на прагу нечега епохалног”, рекла је Џенифер Дудна у телефонском разговору након објаве Нобелове награде за хемију 2020, потврђујући тако речи Емануел Шарпентје: „Знале смо да смо на трагу нечег великог, али нисмо имале представу колико великог… И даље ме свакодневно радује када видим колико се истраживања одвија у свету уз помоћ ове технологије. А, када погледам уназад, наш пројекат је заиста почео из чисте радозналости.”


Милица Момчиловић

Емануел Шарпентје и Џенифер Дудна добиле су Нобелову награду за развој једноставног, али ефектног алата за модификовање ДНК било ког организма, укључујући људског. Иако само саопштење Нобеловог комитета да је награда додељена „за развој методе за едитовање генома не осликава невероватну моћ технике коју су лауреаткиње откриле, нити могућности њене шире употребе, у саопштењу Шведске академије наука ипак стоји да су Шарпентје и Дудна откриле један од најпрецизнијих алата – CRISPR-Cas9 „генетичке маказе – које истраживачи могу са високом прецизноћу да користе при промени ДНК животиња (и људи), биљака и микроогранизама. „Користећи CRISPR-Cas9 генетичке маказе сада је могуће променити кôд живота за свега неколико недеља, пише у саопштењу.

Тиха револуција

Педесетдвогодишња Емануел Шарпентје је Францускиња, истраживачица из области микробиологије, генетике и биохемије. Сада је директорка новооформљеног одељења за науку о патогенима на „Макс Планк универзитету у Берлину, у Немачкој. Педесетшестогодишња Џенифер Дудна је Aмериканка, биохемичарка, ради на Универзитету Беркли у Калифорнији. Оне су тек шеста и седма жена лауреат у области хемијских наука (што чини неких четири процента укупно), а ово је први пут да су две жене заједно овенчане Нобеловом наградом.

Оне су иначе ангажоване у различитим пољима биологије: Емануел Шарпентје проучава бактеријске системе, док Џенифер Дудна истражије биологију РНК. Започеле су „кратку и интензивну сарадњу, како Шарпентје истиче, након састанка у кафеу у Порторику за време једне конферeнције. Заједнички циљ био им је истраживање CRISPR машинерије у Streptococcus pyogenes, бета хемолитичком стрептококу серолошке групе А, изазвачу многих озбиљних болести, који Шарпентје проучава годинама.

Готово две деценије истраживачи су се бавили проучавањем бактериолошког имунског система, CRISPR, изван пажње научне заједнице и јавности, а све то се променило 2012. када су Шарпентје и Дудна, радећи заједно, али и самостално, објавиле своју иновацију базирану на CRISPR технологији едитовања гена, названу CRISPR-Cas9.

То је била прекретница.


Емануел Шарпентје
(Peter Badge/Typos1)

Емануел Шарпентје: „Поље микробиологије одувек ме је привлачило, не само због важности тих истраживања. Једноставно уживам у експериментима, од планирања, преко реализације до анализа. У лабораторији се осећам као код куће.

Ова моћна технологија за едитовање гена може да буде употребљена за лечење неких наследних болести, доноси иновацију у пољопривредној производњи, а може и да контролише еволуцију. Oве својеврсне генетичке маказе омогућавају биотехнолозима да исеку било који геном на одређеном месту, избаце нежељени део – на пример, мутацију која узрокује неку болест – и замене је одговарајућим „исправним делом, или једноставно само „убаце гене који носе жељене особине. То је место где се ДНК пресеца и „кôд живота може да се препише. Због тога се отварају бескрајне могућности које, ако нису под строгом контролом регулативних тела, могу довести до застрашујућих последица.

Невероватан напредак

За откриће CRISPR-Cas9, прецизног наноалата који је изазвао револуцију у биологији, медицини и пољопривреди, Шарпентје и Дудна добиле су 2018. и престижну Кавли награду, коју сваке друге године додељују Фондација Кавли из САД и Норвешка академија наука. Разговор са лауреаткињама вођен је током Светске конференције научних новинара у Сан Франциску и приликом доделе Кавли награда у Ослу.

Милица Момчиловић: Ваш научни рад објављен 2012. у часопису Science представља прекретницу када говоримо о CRISPR-Cas9 – едитовању гена готово било ког живог организма. У то време ова технологија је била у повоју. Где све данас видите потенцијал њене примене?

Шарпентје: CRISPR технологија брзо је усвојена у научној заједници и њена примена је заиста широка, што показује колико је свестрана и моћна. Ако погледате нова истраживања, резултати њене примене видљиви су готово на недељном нивоу. Ипак, мислим да је најзначајнији уплив у медицинским истраживањима, и стога се надам да ће употреба ове технологије бити успешна у корекцији неких наследних генетичких поремећаја.

Дудна: Код CRISPR технологије задивљујућ је њен невероватно брз напредак. Рад смо објавиле 2012, и сада, свега неколико година касније, постоје клиничка испитивања. Веома сам усхићена што се CRISPR користи за корекцију мутација које изазивају болести крви, попут српасте анемије. Више тимова у свету се бави овим истраживањем, тако да је у скоријој будућности сасвим могуће очекивати „генетички лек за ову болест. Био би то огроман напредак који би пружио шансу терапијама других болести изазваних мутацијом једног гена, јер уз помоћ технике едитовања гена може да се коригује та неправилност. То је заиста невероватно брзо усвајање нове технологије.

Са друге стране, ако говоримо о глобалном утицају едитовања гена на људско друштво, мислим да ће ова технологија имати већи утицај на пољопривреду. Сви треба да једемо, зар не? Направити генетичке промене на биљкама како би биле заштићене од суше или им омогућити да добију још боље особине – све то је, употребом CRISPR технологије, постало много једноставније.

Пут до открића

Др Дудна, ваша љубав према науци сеже делом из средње школе и часова хемије које сте похађали? Шта вас је толико привукло овој науци?

Дудна: Када сам похађала други разред средње школе, у граду Хило на Хавајима, имали смо професорку хемије госпођицу Вонг, која нас је учила да тајна науке није у „бубању лекција из књиге, већ у открићу. Учила нас је да је нормално постављати питања о свету који нас окружује и трагати за одговорима, и то ми се невероватно допало. И данас волим да постављам питања о природи, покушам да пронађем одговоре и откријем да постоје ствари које досад нико није разумео. Још ме узбуђује научни процес. Невероватно је забавно како долазите до открића. Наравно, није да нема фрустрација, али то је саставни део истраживачког процеса. И то је нешто што сам научила још на часовима хемије у средњој школи.


Џенифер Дудна
(Peter Badge/Typos1)

Џенифер Дудна: „Проучавање система који бактерије користе у борби против вирусних инфекција звучи као широко поље, и јесте. Али нас је чиста радозналост одвела тамо где нисмо очекивале. И то је задивљујуће.

Данас много времена проводим у раду са студентима завршних година и дипломцима јер сам запослена на великом државном Универзитету Беркли, у Калифорнији. Један од изазова је радити са људима који долазе из целог света да заједно уче и баве се науком. На тај начин не суочавају се само са суштинским изазовима бављења науком, већ и упознају једни друге. Тако сазнајем у чему је свако од њих добар, шта им прија да истражују, а затим им помажем да се прикључе пројектима како би заиста унапредили своје вештине.

Др Шарпентје, у детињству сте имали бројна интересовања, од клавира, преко балета до медицине. Како је наука дошла на прво место?

Шарпентје: Знате када имате онај осећај у стомаку – е то је било то. Најмање два професора у средњој школи су утицала на моју одлуку. Осим њих, и осећаја у стомаку, била је то радозналост и чиста жеља да сазнам од чега је свет сачињен, у биолошком смислу. Желела сам да студирам како бих стекла адекватно знање. Додатно, интересовали су ме професура и истраживачки, тимски рад.

Пут у будућност

Представљен као једно од најважнијих открића 21. века, CRISPR је бржи, јефтинији и прецизнији од других система за едитовање гена. Научници га употребљавају у лечењу озбиљних генетичких болести, попут обнове вида код људи са наследним слепилом. Користи се и за развој усева који су отпорнији на болести и климатске промене, али и код сузбијања штеточина које преносе заразне болести, попут комараца или пацова.

Када сте почеле с радом на CRISPR технологији едитовања гена, били сте ангажовани на базичном истраживању имунског система код бактерија. Колики део бактеријског света је истражен, не само кроз технологију едитовања гена, већ кроз основна проучавања саме CRISPR генетичке секвенце?

Дудна: Минијатуран узорак микробиолошког света је истражен. Већина микроба није проучена, јер не може бити узгајана у лабораторији. Шта све постоји у микробиолошком универзуму једна је од ствари које ме фасцинирају, а у вези је са научном облашћу којом се бавим. У ствари, многе технологије које су биле кључне у расветљавању молекуларне биологије у модерном добу управо су настале проучавањем микроба. Узбудљиво је размишљати о будућности када све више људи истражује разне аспекте света микроба који досад нису били изучавани.

Др Шарпентје, говорили сте о томе на које сте се све начине сналазили како бисте пребродили финасијске изазове са којима сте се суочавали током вашег истраживања. Неколико пута сте изнова формирали своју лабораторију, пошто сте се селили са универзитета на универзитет како би ваш истраживачки рад брже напредовао. Када оставимо финансирање по страни, који су други изазови са којима сте се сусретали?

Шарпентје: Требало је брзо да се адаптирам на нову средину, нове колеге и нову финансијску ситуацију. Други изазов је био да брзо оформим своју лабораторију, ангажујем праве људе и све то покренем одмах. Увек је изазов наћи праву научну нишу, развити истраживање у оквирима теме која је предмет интересовања научне заједнице, а да она има потенцијал да оствари шири утицај од основног истраживања. Треба наставити с подршком основним истраживањима у микробиологији. Само континуираним проучавањем разноврсности микробиолошког света бићемо у могућности да усавршавамо генетичке алате који већ постоје.

 

„CRISPR-Cas9 дао је велики допринос у области генетичких истраживања. А то да ли је ово технологија која безбедно може да модификује људску наследну линију, сасвим је друга прича. Иако је CRISPR-Cas9 сјајна алатка, било би заиста веома тешко модификовати више од једног гена у тренутку… што, наравно, неће спречити људе да експериментишу, каже Шарпентје. По овом питању, Дудна је веома активна у јавним иницијативама које прате могућност потенцијалне злупотребе ове технологије, а које захтевају усвајање добро промишљених регулатива о употреби CRISPR-Cas9, како на глобалном тако и на нивоу држава. Након формирања посебног панела експерата у децембру 2018, Светска здравствена организација недавно је објавила протокол о регулацији технологије едитовања гена.”

Зови аутобус у суботу, а и воз

CRISPR је систем који помаже бактеријама да се реше генетичког материјала вируса који их напада. Састоји се од једне генетичке секвенце која има понављајући низ, и једног протеина-ензима, у овом случају Cas9, који као маказе може да исече нуклеинске киселине. Сврха секвенце је да „наводи протеин на одређени део генома који треба исећи.

Сам назив CRISPR је акроним од Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats. Ови делићи генетичког материјала микроба груписани су, понављају се, и у правилним размацима су прекинути, а представљају оно што генетичари називају „палиндромске секвенце – попут речи у огледалу, као лингвистички палиндроми, „Зови аутобус у суботу, а и воз!.

У циљу бољег разумевања јавности о технологији едитовања гена генерално, да ли треба на нешто посебно усмерити пажњу?

Шарпентје: Генерално сам задовољна како је јавност разумела њене предности – то како је реч о технологији пресудној за даља истраживања која служи на добробит човечанства. Томе су, у ствари, допринели медији. Било је нешто мало полемике око тога колико је ова технологија опасна, а неке од њих биле су сасвим неоправдане. Све у свему, медији су нагласили њене добре стране, порекло основног истраживања и потецијал ове технологије.

Др Дудна, након једног састанка 2015, ви и бројне колеге објавили сте саопштење у вези са применом CRISPR технологије код могућих промена у хуманом геному, а које би могле да се пренесу на потомство едитовањем наследне линије. Да ли су се отад, према вашем мишљењу, сами научници у довољној мери укључили у расправу око етичких импликација овог открића?

Дудна: Проглас објављен 2015. био је прави позив на укључење научне заједнице. Била сам врло задовољна одзивом колега. Уложен је велики труд да се у дискусију укључе научници који се баве разним дисциплинама, и да се разговара не само о питању у вези са хуманим геномом, који подразумева настанак наследних промена у људским ћелијама, већ и о другим питањима која се јављају у областима које могу имати утицај на животну средину и њиховим етичким импликацијама.

Др Шарпентје, сада када имамо CRISPR, на која фундаментална питања из биологије очекујете да ћемо добити одговоре?

Шарпентје: Сада има посла за многобројне истраживаче који могу употребом CRISPR-Cas9 технологије да проучавају разноликост организама, да открију неке нове механизме, и можда на тај начин одагнају неке догме које прате истраживања одређених типова ћелија. Истраживачи би могли да искористе CRISPR да проуче механизме који су важни у раном развоју живота. Посматрање сличних механизама у великом броју различитих ћелија може да нам открије да је њихова унутрашња организација много софистициранија него што смо мислили. Та могућност ме одушевљава. С тим у вези, уколико се повећа финансирање ових истраживања, укључиће се и већи број биолога који ће тражити одговоре на многа питања. У том смислу, CRISPR едитовање гена је веома корисна технологија.

Шта, по вашем мишљењу, можемо да очекујемо у наредним декадама?

Дудна: У следећих десетак или више година, CRISPR едитовање гена постаће саставни део свакодневице. Куповаћемо намирнице које су настале уз помоћ ове технологије. Одлазићемо код лекара на терапије које користе едитовање гена у лечењу неких болести. И, наравно, видећемо да ће едитовање генома бити саставни део истраживања која се баве променама ДНК. У овом тренутку гледамо невероватан развој технологије која ће имати уплив у сваки аспект биолошког света у коме живимо.

Шарпентје: Када се осврнемо на то како данас јавност прихвата CRISPR технологију, идеја о модификовању генома биљака и организама наићи ће на боље опште разумевање. Људи ће схватити да не треба да брину нити да се плаше. Надам се да ћемо за десетак година видети први доказ концепта ове технологије у терапији неких генетичких поремећаја, и да ће она, надаље, индиректно допринети развоју нових терапија у лечењу рака. Захваљујући њој, развиће се, такође, и друге нове технологије.

(Извор Елементи)

О аутору

Stanko

Оставите коментар