Nobelovo nagrado za kemijo sta letos prejeli Francozinja Emmanuelle Charpentier in Američanka Jennifer Doudna za razvoj »švicarskega nožka« genskega inženiringa. Gre za metodo crispr-cas-9, ki znanstvenikom omogoča rezanje oziroma spreminjanje DNK živali, rastlin, mikroorganizmov in tudi človeških celic. Genske škarje, kot tudi pravijo crisprju, so hkrati zelo natančne, njihovo odkritje pa je predstavljalo revolucijo na področju znanosti o življenju.
Dr. Roman Jerala s Kemijskega inštituta nam je pojasnil, da crispr danes že uporabljamo v zdravljenju ali vsaj v kliničnem testiranju. »Pri pacientih z rakom se proti bolezni bori imunski odziv, vendar se imunske celice s časoma upehajo oziroma ustavijo, saj imajo neke vrste vgrajeno zavoro. Če s crisprjem to zavoro izničimo, bodo te celice delovale še naprej in bo terapija raka bolj primerna,« opisuje eno od uporab crisprja. »Se pa uporablja tudi eksperimentalno za popravljanje določenih bolezni. Drugo področje je industrijska mikrobiologija. S crisprjem lahko pripravimo mikroorganizme, ki proizvedejo več goriva, zdravila in podobnih kemikalij, ki nas zanimajo. S pomočjo crisprja pa so denimo pripravili tudi jabolka, ki ne porjavijo, ko jih prerežemo.«
Bolj dostopen, a ne ravno za vsakogar
Zelo pomemben vidik crisprja je tudi njegova relativna enostavnost za uporabo. »Za rezanje DNK na določenem mestu so bile na voljo tudi druge metode, ampak je bilo pri teh za vsako mesto, kjer se reže, treba pripraviti nov encim,« nam je pojasnil Jerala. »V tem primeru pa gre za nekakšne modularne škarje. Dodamo jim določeno zaporedje RNK, ki ga zelo enostavno sintetiziramo, škarje pa se bodo usmerile na drugo mesto za rezanje. Poleg tega lahko s to metodo režemo na več mestih hkrati. Za nameček pa lahko encim spremenimo tudi tako, da ne reže, ampak samo aktivira oziroma zavira izražanje nekega določenega gena. Uporabimo ga lahko tudi za označevanje zaporedja genomov. Je kot švicarski nožek.«
O enostavnosti crisprja se sicer širijo tudi miti, da bi se z njegovo pomočjo lahko vsi v svoji garaži igrali z genskim zapisom. »Vsak raziskovalec, ki se s tem ukvarja, bo povedal, da tako zelo enostavno ni. Lahko denimo bakterijam, ki svetijo, to zmožnost odvzameš. Ampak to je to. Je lažje kot prej, ni pa ravno tako enostavno, da bi vsak s ceste lahko to delal.«
Odgovor se je skrival v jogurtu
Na sled metodi so znanstveniki sicer prišli med opazovanjem bakterij, ki jih uporabljamo za proizvodnjo jogurta. Te bakterije se včasih okužijo z bakteriofagi oziroma virusi, ki napadajo bakterije, znanstveniki pa so pri opazovanju bakterij, ki se z virusi niso okužile, naleteli na nekaj zanimivega. Obrambni sistem nekaterih bakterij je namreč poznal DNK virusov, ki so ga napadali, in vedel, kako naj jih razreže, da mu ne bodo nevarni. Ugotovili pa so tudi, da so navodila za razrez DNK podana v obliki RNK.
Kot je dodal Jerala, sta letošnji nagrajenki k zgodbi dodali zadnji kamen k dokazovanju, da gre za encim, ki cepi DNK. Emmanuelle Charpentier je odkrila molekulo tracrRNK, ki omogoča odstranitev okuženega dela DNK. Skupaj z Jennifer Doudna sta postopek poustvarili v epruveti, odkritje pa kot prvi uspeli objaviti v odmevni znanstveni reviji.
