دو زن شیمیدان؛ برنده نوبل شیمی ۲۰۲۰

امانوئل شارپنتیر (چپ) و جنیفر دودنا سال ۲۰۱۱ همکاری شگفت‌انگیزی را با هم آغاز کردند

دو دانشمند زن برای توسعه روش‌های ویرایش دی‌ان‌ای، به عنوان برندگان جایزه نوبل شیمی ۲۰۲۰ انتخاب شدند. امانوئل شارپنتیر و جنیفر دودنا که روی فناوری ویرایش ژنوم تحقیق می‌کنند، اولین زنانی هستند که این جایزه به طور مشترک به آن‌ها اهدا می‌شود.

کشف این دو دانشمند که به "قیچی ژنتیکی" کریسپر-کاس۹ معروف است، امکان ایجاد تغییرات مشخص و دقیق در دی‌ان‌ای موجود در سلول‌های زنده را فراهم می‌کند. این دو نفر ده میلیون کرون (معادل ۱،۱۱۰،۴۰۰ پوند) جایزه دریافت می‌کنند که بین خود تقسیم خواهند کرد.

فناوری که این دو زن ابداع کرده‌اند تاثیری متحول‌کننده در علوم پایه داشته و می‌تواند در جهت بهبود و حتی درمان بیماری‌های موروثی مورد استفاده قرار بگیرد.

پروفسور شارپنتیر از " موسسه ماکس پلانک برای مطالعات عوامل بیماری‌زا" در برلین آلمان گفت لحظه‌ای که فهمیده جایزه را برده، بسیار احساساتی شده‌است: "وقتی این اتفاق می‌افتد، غافلگیر می‌شوی و فکر می‌کنی حقیقت ندارد. اما معلوم است که حقیقت دارد. "

او در رابطه با احساس خود به عنوان اولین زنی که به طور مشترک با دانشمند زنی دیگر جایزه نوبل شیمی را برده، گفت: " امیدوارم این پیامی مثبت برای دختران جوانی باشد که می‌خواهند مسیر علم را پیش بگیرند … و به آن‌ها ثابت کند که زنان هم می‌توانند با فعالیت‌ها تحقیقاتی خود در عرصه علم تاثیرگذار باشند. "

شارپنتیر ادامه داد:‌" این فقط به زنان مربوط نمی‌شود، چون ما به وضوح شاهد نبود علاقه برای ورود به عرصه علم هستیم و این بسیار نگران کننده است. " پرنیلا ویتونگ-استفشد، متخصص زیست‌شیمی در رابطه با یافته این دو دانشمند گفت: " توانایی ایجاد برش در دی‌ان‌ای از هر کجا که بخواهی، انقلابی در علوم زیستی بوجود آورده است. "

شارپنتیر حین مطالعه روی باکتری استرپتوکوک پیوژنز، مولکول ناشناخته‌ای به نام "tracrRNA" را کشف کرد. تحقیقات او نشان می‌داد این مولکول بخشی از سیستم ایمنی و دفاع موجود زنده است.

این دو نفر روش‌هایی را ابداع کردند که امکان بازنویسی " کد زندگی" را فراهم می‌کند

این سیستم که به نام کریسپر-کاس شناخته می‌شود، مثل یک قیچی ژنتیکی عمل می‌کند و ویروس‌ها را از طریق شکافتن دی‌ان‌ای آن‌ها از کار می‌اندازد. شارپنتیتر در سال ۲۰۱۱ تحقیقات خود را به چاپ رساند و همکاری با پروفسور دودنا از دانشگاه کالیفرنیا در برکلی را آغاز کرد.

این دو نفر برای اولین بار توسط یکی از همکاران دودنا در یک کافه در پورتو‌ریکو به هم معرفی شدند. آن‌ها برای شرکت در یک کنفرانس به آنجا رفته بودند؛ و درست یک روز بعد، وقتی این دو دانشمند در حال قدم زدن در خیابان‌های سان خوان، پایتخت پورتوریکو بودند، شارپنتیر ایده همکاری شان با یکدیگر را مطرح کرد.

این دو در کنار هم قیچی ژنتیکی باکتری را در یک لوله آزمایشگاهی بازآفرینی کردند. آن‌ها علاوه بر این ساختار مولکولی قیچی راهم ساده کردند تا استفاده از آن آسان‌تر شود.

قیچی ژنتیکی در شکل طبیعی خود می‌تواند دی‌ان‌ای را از ویروس‌ها تشخیص دهند. اما شارپنتیر و دودنا ثابت کردند می‌توان به آن‌ها دوباره طوری برنامه داد تا در هر کدام از مولکول‌ها دی‌ان‌ای موجود در یک منطقه مشخص برش ایجاد کنند. یافته‌های این دو دانشمند سال ۲۰۱۲منتشر و به یکی از مقالات برجسته سال تبدیل شد.

کشف غیرمنتظره فناوری ایجاد برش در دی‌ان‌ای امکان بازنویسی "کد زندگی" را فراهم کرد.

از زمان کشف قیچی ژنتیکی کریسپر-کاس۹ توسط این دو دانشمند، استفاده از آن به سرعت گسترش یافته است. این روش به بسیاری از کشف‌های مهم در تحقیقات پایه کمک کرده و در علم پزشکی هم آزمایش‌های بالینی روی روش‌های جدید درمان سرطان به واسطه استفاده از این روش پیشرفت قابل ملاحظه‌ای داشته‌اند.

این تکنولوژی علاوه بر این احتمالا در بهبود و حتی علاج بیماری‌های موروثی هم تاثیرگذار خواهد بود. در حال حاضر تحقیقات در رابطه با قابلیت استفاده از این روش در درمان کم خونی داسی شکل در جریان است. این بیماری یک اختلال خونی است که میلیون‌ها نفر در سراسر دنیا به آن مبتلا هستند.

اما عده‌ای نگرانند در نبود مقررات برای بکارگیری این روش، از آن در جهت ساخت "نوزادان طراحی‌شده" (نوزادانی که با دستکاری ژنتیکی برای ایجاد ویژگی خاص بوجود آمده‌اند) استفاده شود و یک میدان مین اخلاقی شکل بگیرد. دستکاری‌های صورت گرفته در ژنوم این کودکان، در صورت بچه‌دار شدن آن‌ها می‌تواند نسل به نسل منتقل شود و جمعیت بشر را دستخوش تغییراتی ماندگار کند.

هه جیانکویی، دانشمند چینی بعد از ساخت اولین نوزاد انسان با ژن ویرایش‌شده، سال گذشته به سه سال زندان محکوم شد. او که به دنبال یافتن راهی برای محافظت از انسان در برابر اچ‌ای‌وی بود، به دلیل ادامه آزمایش‌های خود روی جنین و سرپیچی از ممنوعیت‌های دولت گناهکار شناخته شد.

شارپنتیر و دودنا اولین زنانی هستند که به طور مشترک برنده این جایزه شده‌اند

از آنجایی که نبردی طولانی مدت بر سر ثبت ابداع این روش در آمریکا در جریان بوده، سال‌ها این تصور وجود داشت که جایزه نوبل هرگز به این علم انقلابی داده نخواهد شد. گروه شارپنتیر و دودنا در دانشگاه کالیفرنیا در برکلی و تیم مرکز مطالعات ژنومیک ام‌آی‌تی و هاروارد در کمبریج ماساچوست دو طرف درگیر در این جنگ هستند.

دعوای این دو گروه بر سر استفاده از روش کریسپر در سلول‌های " یوکاریوت" است. در سلول‌های یوکاریوت، دی‌ان‌ای در یک هسته قرار دارد و بکارگیری این روش در آینده در این نوع از سلول‌ها بیشترین سود را خواهد داشت.

هر یک از این دو موسسه ادعا می‌کنند دانشمندان آ‌ن‌ها پیشرفت‌های مهم و مرتبط تری در این زمینه داشته‌اند.

امانوئل شارپنتیر سال ۱۹۶۸ در فرانسه به دنیا آمد. او دکترای خود را از موسسه پاستور در پاریس گرفت و بعد از آن در موسسات علمی مختلف در آمریکا، اتریش، سوئد و آلمان و همین‌طور کشور زادگاهش فرانسه کار کرد.

جنیفر دودنا در ۱۹۶۴ در آمریکا به دنیا آمد، اما بخش عمده کودکی خود را در هاوایی گذراند. او دکترای خود را از دانشکده پزشکی دانشگاه هاروارد گرفت.

آلفرد نوبل، کارخانه‌دار و شیمی‌دان سوئدی در وصیت‌نامه خود که یک سال پیش از مرگش در ۱۸۹۵ نوشت، جایزه نوبل را پایه‌گذاری کرد.