TV programa
 

Horoskopai
 
SEKITE MUS Registruotiems varototojams
Paieška
LIETUVAKOMENTARAIPASAULISKULTŪRAISTORIJALŽ REKOMENDUOJAEKONOMIKASPORTAS
Šeima ir sveikataPrie kavosŽmonėsGimtasis kraštasMokslas ir švietimasTrasaKelionėsKonkursaiNamų pasaulisGamtaAugintiniai
MOKSLAS IR ŠVIETIMAS

Žirklės, kurios gydo ir keičia

2015 09 16 6:00
Prof. Virginijaus Šikšnio vadovaujama komanda sukūrė unikalią technologiją genomui redaguoti. Romo Jurgaičio (LŽ) nuotrauka

Vilniaus universiteto (VU) Biotechnologijos instituto mokslininkai, vadovaujami prof. Virginijaus Šikšnio, tirdami mechanizmus, kaip bakterijos apsisaugo nuo virusų, surado baltymą, kuris tarsi molekulinės žirklės tiksliai norimoje vietoje karpo ląstelių DNR.

Baltymo Cas9 pagrindu sukurta technologija vadinama proveržiu genomo redagavimo srityje. Ji leis, pavyzdžiui, ištaisyti defektus, susijusius su žmogaus paveldimomis genetinėmis ligomis, arba kryptingai keisti augalų genomus.

VU licencijuotą technologiją šią vasarą įsigijo JAV kompanija „DuPont Pioneer“. Taip pat pasirašyta kelerių metų bendrų tyrimų sutartis dėl tolesnio technologijos plėtojimo.

Mokslo visuomenėje kalbama, kad toks atradimas - molekulinės žirklės genomui redaguoti - gali būti ateityje įvertintas Nobelio premija. Prof. V. Šikšnio komanda - tarp atradimo bendraautorių, nes viena pirmųjų pasaulyje įžvelgė galimybę panaudoti Cas9 baltymą siekiant kryptingai keisti DNR molekules, lemiančias gyvųjų organizmų sąvybes.

Ar keisime akių spalvą

„Visa informacija apie ląstelės gyvenimą - tiek bakterijos, tiek žmogaus - užrašyta DNR molekulėje. Tas planas, lemiantis, pavyzdžiui, žmogaus gyvenimą nuo gimimo iki mirties, yra beveik nepakeičiamas, bet jame kartais atsiranda klaidų, sukeliančių ligas. Mūsų sukurta technologija leidžia tas klaidas ištaisyti“, - LŽ sakė VU Biotechnologijos instituto Baltymų ir nukleorūgščių sąveikos tyrimo skyriaus vedėjas prof. V. Šikšnys.

Vienas naujosios technologijos taikymo aspektų susijęs su žmogaus paveldimų genetinių ligų gydymu. Tačiau galimybė sukurtu įrankiu keisti žmogaus DNR, ištaisyti genomo defektus, atveria labai platų taikymą medicinos srityje.

„Aišku, iškyla ir etinių klausimų, - pripažino mokslininkas. - Dėl vieno tikrai niekas neprieštaraus, kad technologija būtų pritaikyta genetinėms ligoms gydyti. Tačiau ar gali būti ji naudojama, tarkim, akių spalvai ar kitiems požymiams keisti, kad žmogus būtų tobulesnis, pasiektų geresnių fizinių rezultatų? Ne tik ligas gydytų, bet ir keistų žmones, jų savybes. Dabar dėl to aktyviai diskutuojama, tačiau atsakymų į tuos klausimus dar nėra.“

Tiksliai ir garantuotai

VU technologija licencijuota amerikiečių kompanijai, dirbančiai augalų genomo redagavimo srityje. Tačiau principas, kaip pabrėžė prof. V. Šikšnys, yra tas pats. Technologija leidžia kryptingai keisti augalų genomus. Tie pokyčiai padės augalams, tarkim, pakelti sausrą, druskingą dirvožemį ar kitokias sąlygas. Tai darosi vis aktualiau, nes pasaulyje daugėja žmonių ir mažėja maisto išteklių. Neišvengiamai reikia kurti naujas technologijas, kurios leistų spręsti tokias problemas.

„Dabar selekcininkai, pavyzdžiui, apšvitina augalų sėklas tam tikrais spinduliais, kad sukeltų mutacijas, susijusias su kokiais nors naujais augalų požymiais. Tačiau tos mutacijos gali būti bet kurioje DNR vietoje ir didžiulis darbas - surasti jas, taip pat nustatyti, ar nepakenkė kam kitam. Mūsų technologija leidžia tiksliai lokalizuoti pokyčius ir garantuoti, kad kitose vietose mutacijų nebus“, - lygino vienas technologijos autorių.

Po kelerių metų ir daugiau

Technologijai išplėtoti iki galutinio produkto reikia milžiniškų investicijų, todėl ja pirmiausia susidomėjo tokios didžiulės pasaulinės kompanijos kaip "DuPont". Kompanijos atstovai kelis kartus lankėsi Biotechnologijos institute ir nusprendė, kad dalis tolesnių tyrimų bus atliekama čia, nes mokslininkai turi sukaupę daug žinių ir patirties šioje srityje. Technologiją norima plėtoti toliau, tačiau konfidencialios mokslinio bendradarbiavimo sutarties detalės neatskleidžiamos, kaip ir licencijos sandorio suma.

„Dabar daug kompanijų bando technologiją pritaikyti ir išplėtoti iki galutinių produktų. Kada tai bus, turint galvoje žmogaus genomo redagavimą, sunku prognozuoti, nes yra daugybė reikalavimų, susijusių su teisinio reguliavimo mechanizmais, panašiai kaip ir sukurtus naujus vaistus paleidžiant į rinką. Augalų genomui redaguoti technologija turėtų būti visiškai pritaikyta jau po kelerių metų, nes šiek tiek paprastesnės reguliacinės procedūros“, - sakė prof. V. Šikšnys.

Panašių technologijų buvo ir anksčiau, tačiau labai ilgai trukdavo sukonstruoti įrankius, nukreiptus į konkrečią DNR klaidą, paslėptą tarp milijardų nukleotidų. Cas9 baltymu pagrįstos DNR molekulių žirklės gali ne tik tiksliai, konkrečioje vietoje redaguoti genomą. Jas taip pat kur kas lengviau programuoti. Anksčiau trukdavo metais, dabar - mėnesiais.

Naujoji technologija, palengvinanti ir kartu pagreitinanti genomo redagavimo darbus, iš esmės pakeis mediciną ir pasaulį. Jau dabar, pasak mokslininko, tokių tendencijų matyti. Pavyzdžiui, naujojoje Europos bendrijos mokslo programoje "Horizontas 2020" tarp paskelbtų kvietimų vienas skirtas personalinei medicinai, orientuotai į individualų kiekvieno žmogaus gydymą.

Naudinga ne tik bakterijoms

„Mokslo visuomenę dažnai bandoma supriešinti, kad vieni turi atlikti praktinius, kiti - fundamentinius tyrimus. Tačiau toks skirstymas dirbtinis, - įsitikinęs Baltymų ir nukleorūgščių sąveikos tyrimo skyriaus vedėjas. - Pavyzdžiui, mes atliekame daugiausia fundamentinius tyrimus, ir būtent jų rezultatas - sukurta technologija. Cas9 baltymą, kuris tarsi molekulinės žirklės kryptingai karpo viruso DNR, atradome norėdami suprasti, kaip bakterijos apsisaugo nuo virusų.“

Kodėl vienos bakterijos gali apsisaugoti nuo virusų, o kitos - ne, taip pat labai svarbu žinoti, pasak prof. V. Šikšnio, praktiniu požiūriu, nes bakterijos dažnai naudojamos maisto pramonėje. Štai gaminant jogurtą su gyvosiomis bakterijomis, jas kartais, kaip ir žmones, užpuola virusai. Tada bakterijos žūva, o blogai surūgusį jogurtą tenka išpilti ir visą technologinę liniją gerai išvalyti.

Tačiau yra daugybė mechanizmų, kaip bakterijos gali apsisaugoti nuo virusų. Tuos mechanizmus jau seniai tyrinėjo Biotechnologijos instituto mokslininkai. Prof. Saulius Klimašauskas ir prof. V. Šikšnys už tyrimus, skirtus apsaugos mechanizmui, vadinamam restrikcijos ir modifikacijos sistemomis, 2001 metais buvo įvertinti Lietuvos mokslo premija.

2007 metais buvo atrasta dar viena bakterijoms nuo virusų apsisaugoti padedanti sistema, pavadinta CRISPR. Apie ją pirmieji žurnale "Science" paskelbė pieno pramonėje dirbantys prancūzų mokslininkai.

„Tyrinėdami tą sistemą pamatėme, kad ji turi baltymą, kuris gali kryptingai perkirpti DNR molekulę, o į kirpimo vietą jį nukreipia maža RNR molekulė. Išsiaiškę, kaip tas baltymas užprogramuojamas kirpti, supratome, kad tai gali būti naudinga ne tik bakterijoms. Genomui redaguoti - taip pat , - pasakojo prof. V. Šikšnys. - Užtrukome apie penkerius metus, kol atskleidėme, kaip viskas vyksta, bet, aišku, turėjome įdirbį, tirdami kitas sistemas. Nebuvome šios srities naujokai.“

Kol tyrimų kryptis karšta

Biotechnologijos instituto Baltymų ir nukleorūgščių sąveikos tyrimo skyriuje dirba per 20 žmonių, daugiausia biochemikų, taip pat molekulinės biologijos specialistų. Dauguma jų - jauni tyrėjai. Ateina ir studentų, norinčių čia dirbti, dalis sugrįžta iš svetur. Kaip pabrėžė Baltymų ir nukleorūgščių sąveikos tyrimo skyriaus vedėjas, mokslinė aplinka pasikeitė į gerąją pusę ir įrangos įsigyta, tačiau svarbiausia - žmonės. Jie viską daro. Reikia žmonių, kurie būtų kvalifikuoti ir susipažinę su naujomis technologijomis.

Dabar aktyviai siekiama, kad Lietuva įstotų į Europos molekulinės biologijos laboratoriją ir Europos molekulinės biologijos konferenciją. Šios tarptautinės organizacijos koordinuoja tyrimus molekulinės biologijos srityje. Lietuvai tapus lygiateise nare ir įsitraukus į šių organizacijų darbą, atsivertų naujų galimybių. Pavyzdžiui, jauni tyrėjai galėtų išvažiuoti atlikti eksperimentus tokiomis technologijomis ir įranga, kokių Lietuvoje nėra. Vienas institutas nepajėgus įsigyti. Europos šalys išlaiko kelis didžiulius centrus, turinčius moderniausios milijonus eurų kainuojančios įrangos. Kad ja būtų galima naudotis, šalis turi būti centro narė ir mokėti tam tikrą nario mokestį.

„Bendradarbiavimas su tokiais ūkio partneriais, kurie iš tikrųjų domisi šiuolaikinėmis technologijomis kaip kompanija „DuPoint“, taip pat suteikia naujų galimybių, - sakė prof. V. Šikšnys. - Pasaulinės kompanijos turi daug išplėtotų technologijų. Bendradarbiaujant jos pasidaro prieinamos ir mums. Akivaizdus privalumas - kuo greičiau pasinaudoti naujausiomis technologijomis, nes šiais laikais moksliniai tyrimai labai konkurencingi. Kas greičiau padaro, tas dažniausiai būna laimėtojas. Kol kas mūsų tyrimų kryptis labai karšta ir tikrai bus ką veikti bent kelerius metus šioje srityje. Tačiau dabar ši sritis taip pat labai konkurencinga, nes į tyrimus įsitraukia vis daugiau naujų žmonių iš kitų pasaulio laboratorijų. Reikia dirbti greitai ir greitai spausdinti mokslinius straipsnius. Jei šiandien neišspausdinsi, rytoj perskaitysi, ką jau kitas padarė.“

DALINKIS:
0
0
SPAUSDINTI
MOKSLAS IR ŠVIETIMAS
Rubrikos: Informacija:
AugintiniaiEkonomikaFutbolasGamtaĮkainiai
Gimtasis kraštasIstorijaJurgos virtuvėKelionėsInfoblokai
KomentaraiKonkursaiKovos menaiKrepšinisReklaminiai priedai
KultūraLengvoji atletikaLietuvaLŽ rekomenduojaPrenumerata
Mokslas ir švietimasNamų pasaulisPasaulisPrie kavosKontaktai
SportasŠeima ir sveikataTrasaŽmonėsKarjera
Visos teisės saugomos © 2013-2016 UAB "Lietuvos žinios"