Oni koji prate novosti iz biomedicine, već godinama znaju za Jennifer Doudna i šta je uradila. Ona je jedna od nekoliko osoba koje su učestvovale u otkriću i usavršavanju tehnologije uređivanja genoma koju zovemo CRISPR. Od 2020. za nju zna šira publika – Emmanuelle Charpentier i Jennifer Doudna su podijelile Nobelovu nagradu za hemiju. Ovo je prvi put u istoriji nagrade da je podijele samo žene. Doudna je prva naučnica s Univerziteta Berkeley koja je dobila Nobelovu nagradu.
Naravno, uvijek se mora istaći da Doudnin rad nije došao s neba pa u rebra – ona se naslonila na istraživanja japanskog naučnika Yoshizumi Ishime i španskog naučnika Francisca Mojice. CRISPR je jedna od najvećih pobjeda bazične nauke, kada se nešto što široj javnosti nije bilo nimalo interesantno – imunološki sistem “tamo nekih bakterija” – pretvorio u revolucionarno multiaplikativno rješenje u sferi biomedicine, koje je donijelo tone i tone novih naučnih radova i otkrića.
Ko je Jenn Doudna?
Jennifer Doudna je rođena je 19. februara 1964. u Washington D.C. ali je odrastala na Havajima. Još kao dijete koje je odrastalo na Havajima, Jennifer Doudna imala je snažnu potrebu da zna stvari, a priroda Havaja je tjerala njen dječiji um da bude radoznao i poslije otkriva mehanizme koji omogućavaju životne procese. Jednog je dana njen otac, profesor engleske književnosti na univerzitetu, stavio je knjigu Jamesa Watsona “Dvostruka zavojnica” na njen krevet. Ova priča u detektivskom stilu o tome kako su James Watson i Francis Crick riješili strukturu molekule DNA nije bila nalik ničemu što je pročitala u svojim školskim udžbenicima. Očarao ju je naučni proces i shvatila je da je nauka više od činjenica.
U školi je voljela predmete vezane za nauku i matematiku, a predavanja o stanicama raka te njena ljetna škola u kojoj je sarađivala s mikologom Donom Hemmesom imale su utjecaja da Doudna krene u oblast biohemije.
Već 2001. iza sebe je imala karijere na Yaleu i Harvardu, a potom prihvata poziciju na Berkeleyu.
Međutim, kad je počela rješavati naučne misterije, njena pažnja nije bila usmjerena na DNK, već na njenu molekularnu, manje poznatu sestru: RNK. Ova “siromašna sestra”, RNK, je zapravo mnogo važnija od DNK i ima više uloga te postoji više tipova molekula RNK, ali nekako je uvijek ostajala u zapećku, kao Pepeljuga. Doudna će, prije nego što napravi svoje kapitalne radove vezane za CRISPR, postati jedno od vodećih imena na polju RNK interferencije.
Dugo godina istraživači su vjerovali da razumiju osnovnu funkciju RNK, ali iznenada su otkrili puno malih molekula RNK koje pomažu u regulaciji aktivnosti gena u stanicama. RNK interferencija se zasniva na malim molekulama RNK koje mogu utišati ekspresiju gena. Na taj način, čak i ako neki gen postoji u genomu tj. njegova varijanta, on neće biti prepisivan na RNK i njegova se poruka neće translantirati u protein. Uključenost Jennifer Doudna u istraživanje RNK interferencije je razlog zbog kojeg je 2006. godine dobila poziv od kolege iz drugog odjela.
Njen kolega, inače mikrobiolog, ispričao je Doudni za jedno novo otkriće: kada su naučnici upoređivali genetički materijal izuzetno različitih bakterija, kao i arheja (malo primitivnijih rodica bakterija), pronašli su ponavljajuće sekvence DNK koje su iznenađujuće dobro očuvane. Isti kôd se pojavljuje uvijek iznova, ali između ponavljanja postoje jedinstvene sekvence koje se razlikuju. Kao da se ista riječ ponavlja između svake jedinstvene rečenice u knjizi.
Ti se nizovi regularno ponavljanih sekvenci nazivaju klasteriziranim redovito ponavljanim kratkim palindromskim ponavljanjima, skraćeno CRISPR – Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats. Zanimljivo je da se čini kako se jedinstvene sekvence u CRISPR-u podudaraju s genetičkim kodom različitih virusa, što je navelo na mišljenje da je ovo jedan dio drevnog imunološkog sustava koji štiti bakterije i arheje od virusa bakteriofaga. Hipoteza je da, ako je bakterija uspjela preživjeti virusnu infekciju, ona dodaje dio genetičkog koda virusa u svoj genom kao “uspomenu” na infekciju – baš kao i naše memorijske stanice imunog sistema!
Na jednoj konferenciji u Portoriku, francuska naučnica Emmanuelle Charpentier traži da upozna tu čuvenu naučnicu s Berkeleya koja se bavi RNK. One odlaze u šetnju gradom, pričaju o tome šta istražuju i Charpentier Doudnu pita da li bi bila zainteresirana za istraživanje Cas9 proteina kod piogenog streptokoka, inače bakterije poznate kao “bakterija koja jede meso”. Te 2011. godine ni Emmanuelle Charpentier ni Jennifer Doudna nisu imale pojma da im je prvi susret u kafiću u Portoriku susret koji mijenja život i objema donosi Nobelovu nagradu. Charpentier je inicirala sastanak i saradnju, a Doudna je bila zainteresirana jer bi joj ovaj sistem, bar teoretski, skratio vrijeme za neke stvari koje su njoj trebale.
Naime, Doudna i njen tim su trebali tehniku uređivanja nukleinskih kiselina, odnosno genoma, koja ne oduzima toliko vremena kao tehnike koje su tada bile poznate. Upoznata s radom Franisca Mojice, Doudna je sa Charpentier krenula u eksperiment koji bi potencijalno mogao pomoću RNK-vođenog enzima isijecati DNK na mjestima na kojima im treba. I uspijevaju u tome – poslije je sve istorija.
 |
| Izvor: Nobel Prize Organization |
Kada je u telefonskom razgovoru dala izjavu o tome kako se osjeća vezano za nagradu i za sam CRISPR, rekla je “Svaki dan me (CRISPR) iznenadi”. Iznenađuje i nas – pomoću njega bismo možda mogli dobiti bolje i brže testove na SARS-CoV-2 ili izrezati gene koji uzrokuju neke kongenitalne bolesti, dobiti bolje i kvalitetnije sorte voća i povrća, možda čak i spasiti neke ugrožene vrste.
Samo osam godina nakon otkrića, ove genetičke molekularne makaze preoblikovale su biologiju. Biohemičari i citolozi sada mogu lako istražiti funkcije različitih gena i njihovu moguću ulogu u napredovanju bolesti. U uzgoju biljaka istraživači mogu biljkama dati specifične karakteristike, kao što je sposobnost podnošenja suše u toplijoj klimi. U medicini ova tehnologija pridonosi novim terapijama raka i prvim studijama koje pokušavaju izliječiti nasljedne bolesti.
Gotovo je bezbroj primjera kako bi se CRISPR-Cas9 mogao koristiti, što također uključuje neetičke aplikacije. Kao i kod sve moćne tehnologije, i ovu tehnologiju treba regulisati.
Pomoću CRISPR su uređeni i genomi dvije bliznakinje u Kini, što je izazvalo buru negodovanje, jer je to urađeno bez odgovarajućih dozvola – još uvijek ne smijemo ovako utjecati na ljudski genom. Ali eksperimenti na miševima, psima i drugim životinjama pokazuju kako je CRISPR, premda ima mana kakve su off-target isijecanja, jedna od čudesnih tehnologija s kojima se svašta može uraditi.
Više o CRISPR tehnologiji, kao i o sukobu oko patenta te tome ko je sve učestvovao u otkriću i razvoju ove tehnike pročitajte na linkovima ispod.
Ili pogledajte video na Youtube
