Охотникам за вирусом
Лауреатами Нобелевской премии по физиологии или медицине стали ученые, открывшие и изучавшие вирус гепатита С. Нобелевская ассамблея Каролинского института (The Nobel Assembly at Karolinska Institutet) признала весомые заслуги Харви Олтера (Harvey J. Alter), Майкла Хоутона (Michael Houghton) и Чарльза Райса (Charles M. Rice) в борьбе с передающимся через кровь гепатитом, который вызывает цирроз и рак печени и является одной из главных проблем глобального здравоохранения. Само решение о присуждении Нобелевской премии по физиологии или медицине-2020 сформулировано кратко: награда присуждается «за открытие вируса гепатита С». По данным ВОЗ, гепатитом С заражены 70 миллионов человек на планете, ежегодно от него умирают 400 000. Олтер, Хоутон и Райс сделали открытия, приведшие к идентификации вируса гепатита С, когда уже были открыты два других гепатитных вируса — А и B. В в отличие от А вызывал хронический гепатит. Вирус гепатита В открыл в 1960-х Барух Блумберг (Baruch Blumberg), изучая одну из форм передающихся через кровь гепатитов. Это открытие привело к созданию диагностических тестов и эффективной вакцины, а Блумбер получил Нобелевскую премию по физиологии или медицине 1976 года. Но, как отметил представитель Нобелевского комитета Патрик Эрнфорс (Patrick Ernfors), «до открытия вируса гепатита С переливание крови все еще оставалось русской рулеткой». Именно с этим вирусом связано большинство посттрансфузионных поражений печени, и природу этих поражений начал изучать в 1969 году, приступив к работе в отделении трансфузионной медицины клинического центра Национальных институтов здоровья (NIH) США, первый из нынешних лауреатов — Харви Олтер. Ему было интересно, что происходит после переливания крови, если в ней нет вируса гепатита В, и почему пациенты с поражениями печени не убывают. Олтер выяснил в том числе в экспериментах на шимпанзе, что фактор, связанный с проблемой, трансмиссивный, он передается с кровью. Но идентификация вируса традиционными методами не удавалась десятилетиями.
Второй лауреат — Майкл Хоутон — в начале 1980-х вместе с коллегами по калифорнийской Chiron Corporation применил многотрудный и оригинальный молекулярный подход для выделения и клонирования генома вируса гепатита С в бактериях и показал, что клонированный вирус содержит РНК и способен вызывать гепатит у шимпанзе, а у больных хроническим гепатитом были обнаружены антитела к этому вирусу. Чарльз Райс с коллегами из Вашингтонского университета в Сент-Льюисе (Washington University in St.Louis) установили в геноме нового вируса участок, ответственный за воспроизведение инфекционной частицы. Благодаря этим исследованиям были созданы высокочувствительные тесты на вирус и антивирусные препараты. 95% случаев гепатита С сегодня излечимы.
Знатокам экзотики
Нобелевская премии по физике досталась исследователям черных дыр. Профессору Оксфордского университета (University of Oxford) Роджеру Пенроузу (Roger Penrose) Королевская шведская академия наук (The Royal Swedish Academy of Sciences) присудила половину премии «за выявление того, что образование черных дыр является надежным предсказанием общей теории относительности». Вторую половину разделят между собой Райнхард Генцель (Reinhard Genzel) из Института внеземной физики Макса Планка (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics) в Гархинге (Германия) и Андреа Гез (Andrea Ghez) из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (University of California, Los Angeles). Генцель и Гез награждаются «за обнаружение сверхмассивного компактного объекта в центре нашей галактики». Все три лауреата, таким образом, изучали один из самых экзотических феноменов во Вселенной — черные дыры. Пенроуз, применив оригинальные математические методы, дал теоретическое обоснование возможности существования черных дыр и доказал, что они — прямое следствие общей теории относительности Альберта Эйнштейна (Albert Einstein), который сам не был уверен в их существовании. Черные дыры — это участки Вселенной, тяжелые настолько, что затягивают в себя все, что к ним приближается. Пенроуз описал черные дыры в своей статье 1965 года, спустя 10 лет после смерти Эйнштейна. И эта работа по сей день считается самым важным вкладом в общую теорию относительности со времен Эйнштейна.
В начале 1990-х два других лауреата, Райнхард Генцель и Андреа Гез, руководили каждый свой группой астрономов, изучавших компактный радиоисточник в центре Млечного пути, который называется Стрелец А*. Ученые выверяли орбиты самых ярких звезд, наиболее близких к середине нашей галактики. Измерения обеих групп исследователей сошлись и показали, что чрезвычайно тяжелый объект не только притягивает к себе звезды, но и заставляет их вертеться с головокружительной скоростью. Единственным объяснением влияния этого невидимого и невероятно тяжелого объекта на орбиты звезд в центре нашей галактики в настоящее время является присутствие там сверхмассивной черной дыры. По подсчетам ученых, в участке Вселенной, который не больше нашей Солнечной системы, сосредоточены четыре миллиона солнечных масс. Позже Генцель и Гез разработали методы наблюдения, позволившие крупнейшим наземным телескопам разглядеть этот участок. Открытия лауреатов этого года заложили новые основы для изучения компактных и сверхмассивных объектов Вселенной, отмечает Нобелевский комитет по физике.
Редакторам генома
Премия по химии присуждена основательницам метода редактирования генома CRISPR/Cas9 Эммануэль Шарпентье (Emmanuelle Charpentier), в настоящее время возглавляющей отдел изучения патогенов научного общества Макса Планка (Max Planck Unit for the Science of Pathogens) в Берлине, и Дженнифер Дудне (JennВ погоне ifer A. Doudna) из Калифорнийского университета Беркли (University of California, Berkeley). Шарпентье и Дудна придумали один из точнейших генно-инженерных методов — редактирование системой CRISPR/Cas9. Сам инструмент состоит из нескольких компонентов — последовательностей ДНК, РНК и фермента, которые все вместе могут вносить изменения в любое место генома живого существа, намеченное исследователем. Используя CRISPR/Cas9, можно улучшить свойства полезных растений, животных, промышленных микроорганизмов, но можно и лечить наследственные заболевания. Причем делать это очень быстро, за считаные недели. Как это часто бывает в науке, открытие нового метода произошло неожиданно. Изучая болезнетворную бактерию Streptococcus pyogenes, Шарпентье обнаружила ранее неизвестную молекулу, трансактивирующую РНК (tracrRNA). Ее исследования показали, что эта РНК — часть древней иммунной системы бактерии, CRISPR/Cas, обезоруживающей вирусы (у бактерий они называются фагами), с которыми клетке уже приходилось встречаться, разрезая их ДНК. Шарпентье опубликовала свое открытие в 2011 году. В том же году она инициировала сотрудничество с Дудной, опытным биохимиком, экспертом по РНК. Вместе им удалось воссоздать бактериальную систему CRISPR/Cas в пробирке и усовершенствовать ее для простоты использования.
С момента создания системы CRISPR/Cas9 в лаборатории в 2012-м метод редактирования генома с ее помощью принес много открытий в фундаментальных, а также прикладных исследованиях. В настоящее время проходят успешные клинические испытания лечения таких наследственных заболеваний крови, как серповидно-клеточная анемия и бета-талассемия. Большой резонанс и этические дебаты в конце 2018 года вызвало заявление китайского ученого Хэ Дзянькуя (Hè Jiànkuí) о том, что он применил CRISPR/Cas9 для редактирования человеческих эмбрионов, благодаря чему родились девочки-близнецы, устойчивые к заражению ВИЧ. Но Нобелевскую премию присудили не за это. Эксперты призывают к ответственному и четко регулируемому использованию метода, подчеркивая при этом его огромный полезный потенциал.
Публикацию подготовила Марина Аствацатурян
Нет комментариев