Лауреатами Нобелівської премії з хімії 2020 року стали Еммануель Шарпантьє (Emmanuelle Charpentier) і Дженніфер Дудна (Jennifer Doudna), премію присуджено їм за розвиток методу редагування генома CRISPR/Cas. За церемонією оголошення переможців можна стежити в прямому ефірі на сайті Нобелівського комітету. Детальніше про дослідження вчених та їхні заслуги можна прочитати в прес-релізі на тому ж сайті. Донедавна існувало два способи внести зміни в геном живого організму: зібрати його з нуля (як робили з деякими бактеріями) або вбудувати всередину вірусний вектор. Другий метод допоміг отримати перші генетично модифіковані організми, але залишався досить складним і неточним: щоб упевнитися в тому, що вектор опинився в потрібній ділянці геному, потрібно було ставити відразу безліч проб і відбирати єдину вдалу. Крім того, за допомогою вірусного вектора складно внести тонкі зміни в геном - наприклад, замінити одну «букву» в тексті ДНК або видалити послідовність з декількох нуклеотидів. Ці проблеми змогли вирішити системи генетичного редагування - так звані «молекулярні ножиці». Це системи з ферментів, які націлюються на конкретну послідовність ДНК і розрізають її в умовленому місці. Вони дозволили вибірково видаляти дільницю з генома або замінювати її на іншу - якщо попередньо забезпечити клітку шаблоном для заміни.
CRISPR/Cas9 була не першою системою редагування геному, але обігнала всі інші за точністю і дешевизною. Справа в тому, що в інших системах редагування - TALEN або «цинкові пальці» - точність досягається за рахунок підбору ферменту. Іншими словами, перш ніж редагувати ген, вченим необхідно отримати нуклеазу - фермент, що розрізає ДНК - який буде зв'язуватися з потрібною послідовністю. Це досить довго і дорого.
У разі CRISPR/Cas9 нуклеазу завжди працює однаково, а специфічність досягається за рахунок гідової, або направляючої РНК - яка наводить нуклеазу на необхідну ділянку. Це пов'язано з тим, що CRISPR/Cas9 - система бактеріального походження, це механізм, за допомогою якого бактерії позбавляються від вірусних вставок у своєму геномі (у 2016 році ми писали про неї в матеріалі «Запам'ятайте ці літери» - тепер саме час їх згадати).CRISPR/Cas9 з'явилася в заголовках наукових статей досить давно, але захопила увагу наукової спільноти менше 10 років тому - коли Еммануель Шарпантьє і Дженніфер Дудна з'ясували, як саме ця система працює у бактерій, і навчилися застосовувати її для внесення потрібних змін у геном. Відтоді ця система стала найпопулярнішим методом генетичного редагування. Вона породила безліч модифікацій: зараз ми вміємо не тільки вирізати послідовності з ДНК, але також редагувати РНК і замінювати окремі нуклеотиди, не пошкоджуючи геном.
CRISPR/Cas9 почали використовувати для створення ГМО нового покоління і лікування рідкісних хвороб, ця система взяла участь у найгучнішому науковому скандалі останніх років - появі генетично змінених дітей у Китаї. Суперечки про те, в якому випадку застосування цієї системи на людях виправдане і етично, тривають і зараз. Але тим більше показово, що Нобелівську премію за неї присудили не в галузі фізіології або медицини, а в галузі хімії. Сьогодні Нобелівський комітет оцінив систему генетичного редагування як метод. Можливо, це не остання Нобелівська премія, пов'язана з CRISPR/Cas9 - але, судячи з усього, час оцінити її значимість для медицини ще не настав.
За передбаченнями Clarivate Analytics, заснованими на наукометричних даних, фаворитами на отримання премії з хімії вважалися Хен Те Хван, Крістофер Мюррей і Маунги Бавенді за розробку нанокристалів і квантових точок. Альтернативні кандидатами вважалися Стівен Бухвальд і Джон Хартвіг за їх внесок в органометалеву хімію, а також Макото Фудзіта, який працює в області супрамолекулярної хімії.
У 2019 році Нобелівську премію з хімії отримав Джон Гуденаф (John Goodenough), Стенлі Віттінгем (Stanley Whittinhgham) і Акіра Есіно (Akira Yoshino) «за розробку літій-іонних батарей». Детальніше можна прочитати в тексті «Заряджений» Нобель «». Нобелівську премію з хімії 2018 року вручили Френсіс Арнольд (Frances Arnold) за спрямовану еволюцію ферментів, а також Джорджу Сміту (George Smith) і Грегорі Вінтеру (Gregory Winter) за фаговий дисплей пептидів і антитіл, читайте про ці роботи в нашому матеріалі «Гра в Бога».