Norint suprasti gyvybės veikimo principus, mokslininkams būtinas gebėjimas modifikuoti genus ląstelėse. Anksčiau ši užduotis būdavo labai sudėtinga, ilgai trunkanti ir kartais apskritai neįmanoma. Taikant CRISPR/Cas9 „genetinių žirklių“ metodą dabar gyvybso formą užprogramuojantį kodą galima pakeisti per kelias savaites.
„Šis mums visiems svarbus genetinis įrankis pasižymi neįtikėtina galia. Jis ne tik sukėlė mokslo revoliuciją, bet ir padėjo sukurti inovatyvių augalų, o taip pat prisidės prie naujų revoliucinių gydymo metodų sukūrimo“, – sakė Nobelio chemijos komiteto pirmininkas Claesas Gustafssonas.
Kaip dažnai nutinka moksle, šis genetinių žirklių atradimas buvo ganėtinai netikėtas. Emmanuelle Charpentier tyrinėjant Streptococcus pyogenes bakterijas – žmonėms potencialiai žalingiausių bakterijų rūšį – ji aptiko iki tol nežinotą molekulę, tracrRNA. Vėliau savo darbais ji įrodė, kad tracrRNA yra šios bakterijos senovinės imuninės sistemos – CRISPR/Cas – dalis, kuri nukenksmina virusus sukarpydama jų DNR grandines.
E.Charpentier mokslinis darbas apie šį atradimą buvo publikuotas 2011 metais. Tais pačiais metais ji pradėjo bendradarbiavimą su patyrusia biochemike Jennifer Doudna, kuri garsėjo savo puikiomis žiniomis apie DNR grandines. Kartu jos sugebėjo jau mėgintuvėlyje atkurti bakterijų genetines žirkles ir supaprastinti šių žirklių molekulinius komponentus taip, kad jas būtų paprasčiau naudoti.
Biochemijos perversmą sukėlusio eksperimento metu mokslininkės perprogramavo genetines žirkles. Natūralios, nemodifikuotos žirklės buvo pritaikytos atpažinti virusų DNR. Šiemetinio Nobelio prizo laureatės įrodė, kad šias žirkles galima kontroliuoti taip, kad jos perkirptų bet kokią DNR molekulę iš anksto numatytoje vietoje. Tuomet DNR kirpimo vietoje nesudėtinga modifikuoti gyvybės kodą.
Nuo CRISPR/Cas9 technologijos sukūrimo 2012 metais jos naudojimas labai smarkiai išplito. Šis įrakis prisidėjo prie svarbių fundamentaliųjų tyrimų pasiekimų, o augalų tyrėjai, taikydami šį įrankį, galėjo sukurti tokius augalus, kurie yra atsparūs pelėsiui, kenkėjams, sausroms. Medicinoje taip pat vykdomi labai svarbūs vėžio gydymo būdų klinikiniai tyrimai. Tikimasi, kad ilgainiui šiuo būdu bus galima gydyti ir paveldimas ligas. Genetinės žirklės perkėlė gyvybės mokslus į naują epochą ir daugeliu požiūriu yra neįtikėtinai naudingos visai žmonijai.
Dramatiškos lenktynės, kuriose Lietuvą garsinančiam mokslininkui nesisekė
Lietuvoje Nobelio chemijos apdovanojimų rezultatų jau keletą metų buvo laukiama su didžiuliu jauduliu ir viltimi, tačiau tarptautiniuose informacijos šaltiniuose prof. V.Šikšnys beveik nebuvo minimas – beveik visais atvejais kaip genų karpymo metodo išradėjos įvardijamos Emmanuelle Charpentier iš Helmholco infekcijų tyrimų centro (Vokietija) ir Jennifer Doudna, dirbanti Kalifornijos universitete Berklyje (JAV). Ir Fengas Zhangas (dirbantis Masačusetso technologijų institute, JAV), kurio vardu registruota daugiausiai su CRISPR/Cas9 genų karpymu susijusių patentų.
Ši situacija iš tiesų labai priminė dramatiškas lenktynes su daugybe intrigų ir avarijų. Prof. V.Šikšnys beveik neabejotinai buvo pirmas, atitrūkęs nuo konkurentų ties starto linija. Būtent jis pirmas publikavimui pateikė mokslinį straipsnį, aprašantį CRISPR/Cas9 veikimą. Būtent jis pirmas pateikė patentinę paraišką šiam metodui.
Ir abiem atvejais lietuvį ištiko žiauri nesėkmė: recenzuojantis leidinys „Proceedings of the National Academy of Sciences“ (PNAS) lietuvio mokslinį straipsnį įvertino įtariai ir prasidėjo ilgai trunkantis teksto siuntinėjimas pirmyn ir atgal prašant papildomų paaiškinimų ir patikslinimų, todėl nuo pradinio publikacijos pateikimo iki jos publikavimo praėjo net keturi mėnesiai (ir tai yra visai nestebinantis laiko tarpas iki publikacijos).
Tuo tarpu žurnalo „Science“ redaktoriai, sulaukę pasiūlymo publikuoti labai panašaus turinio J.Doudna ir E.Charpentier bendrą straipsnį, kur kas sparčiau susivokė, koks lobis pateko į jų rankas ir skubiuoju būdu paruošė jį publikavimui. Tad V.Šikšnio publikacija leidiniui buvo pateikta anksčiau nei amerikiečių, tačiau publikuota vėliau.
Ir jeigu istoriškai ankstesnis pateikimas teisme gali būti vertinamas kaip svarbesnis pirmumo įrodymas, tai mokslo bendruomenė, pirmiau pamačiusi straipsnį žurnale „Science“, sureagavo audringai, o maždaug po dviejų mėnesių, 2012 m. rugsėjo 25 d. PNAS publikuotas V.Šikšnio straipsnis sulaukė kur kas silpnesnės reakcijos ir mažiau citavimų kitų mokslininkų tekstuose. Visas dėmesys atiteko J.Doudna ir E.Charpentier.
Patentų registravimo istorija baigėsi panašiu nusivylimu. Pradžiai reikėtų paminėti, kad Cas9, kaip baltymo, patentuoti neįmanoma – tai yra savaime susidarantis biologinis junginys, kuris pats savaime yra veiksmingas tik bakterijų, bet ne žinduolių ląstelėse. Todėl patentuoti buvo norima modifikuotą baltymą ir biocheminį rinkinį, kuris užtikrina šio baltymo veikimą žinduolių ląstelėse.
Patentavimo lenktynėse V.Šikšnys vėl startavo pirmas: JAV patentų biurui jo paraiška buvo pateikta 2012 metų kovą. Bet tų pačių metų gruodį ji buvo atmesta, motyvuojant, kad patente aprašytas metodo veikimas – išgryninto Cas9 baltymo ir tam tikro išgryninto RNR fragmento sugebėjimas perkirpti trumpą DNR grandinės fragmentą mėgintuvėlyje esančiame tirpale – nepakankamai skiriasi nuo natūralaus biologinės sistemos veikimo aprašymo, tad „nesudaro išradimo sudėties“.
Su profesoriumi V.Šikšniu 15min nepavyko susisiekti, tačiau pastarosios Nobelio premijos skyrimo situaciją trumpai pakomentavo Vilniaus universiteto Gyvybės mokslų centro (VU GMC), kuriame dirba V.Šikšnys, direktorius Gintaras Valinčius. „Širdyje esu nusivylęs, tačiau negaliu kritikuoti kitos valstybės mokslininkų komiteto sprendimo – mokslininkų bendruomenėje taip nedaroma. Galbūt jie turėjo daugiau informacijos nei turime mes“, – sakė GMC vadovas.
Keletą pastarųjų metų Vilniaus universitetas ne kartą platino pranešimus spaudai, kuriuose buvo išreiškiama viltis dėl pirmojo tikrai lietuviško Nobelio apdovanojimo ir buvo aprašoma, dėl ko prof. V.Šikšnys šios premijos vertas bei kaip prie jos artėja. 2016 m. VU surengė viešą chemijos Nobelio premijos skyrimo ceremonijos klausymą – tiesa, tuomet apdovanojimas skirtas Pierre'ui Sauvage'ui ir kitiems mokslininkams už molekulinių mechanizmų projektavimą ir sintezę. Anuokart buvo guodžiamasi, kad artimoje ateityje apdovanojimas už CRISPR/CAS technologijos sukūrimą tikrai bus skirtas ir V.Šikšnys neabejotinai turi vilties patekti į laureatų sąrašą.
Šiemetinis Nobelio chemijos premijos laureatų paskelbimas šias viltis užgesino.
