Выдающиеся исследовательницы современности, лауреаты Нобелевской премии по физиологии и медицине, Каталин Карико и Дрю Вайсман сделали прорыв в области медицины, приручив хаос эволюции и разработав технологии, способные исправлять ошибки в ДНК и лечить тяжелые болезни.
Карико, родившаяся в Венгрии и работающая в США с 1980-х годов, сосредоточила свои исследования на матричных рибонуклеиновых кислотах (мРНК), которые играют ключевую роль в синтезе белков. Каждая мРНК содержит информацию о том, каким должен быть соответствующий белок. Например, мРНК инсулина позволяет клеткам поджелудочной железы производить гормон инсулин.
Нобелевская премия была вручена за технологию модификации мРНК, которая делает ее безопасной для введения в организм, позволяя клеткам производить необходимые белки. Эта технология легла в основу создания мРНК-вакцин против COVID-19, которые содержат вирусную мРНК, позволяя организму формировать иммунный ответ и антитела без риска серьезных побочных эффектов, связанных с традиционными вакцинами.
МРНК-вакцины отличаются быстрым производственным процессом и адаптивностью к новым штаммам вируса, обеспечивая эффективную защиту в условиях изменяющейся биологической среды.
Принципы эволюции не только влияют на здоровье человека, но и становятся отправной точкой для новых разработок в области медицины, где мутации в ДНК могут стать основой для будущих улучшений и приспособлений.
Мутации в генах могут быть губительными, однако они также играют ключевую роль в естественном отборе.
Американский ученый Фрэнсис Арнольд разработала технологию, основанную на создании белков, которые ускоряют химические реакции. В лабораторных условиях она генерировала множество мутаций в генах, ответственных за синтез ферментов, и выбирала самые эффективные из них. Этот процесс, напоминающий природный отбор, проходил значительно быстрее.
Благодаря открытию Фрэнсис Арнольд ученые теперь способны создавать усовершенствованные ферменты, которые превосходят свои естественные аналогии в выполнении различных задач. Например, были разработаны ферменты для производства биотоплива из растительного сырья. В настоящее время модифицированные ферменты также используются для получения лекарств и других медицинских препаратов.
В 2018 году за свои выдающиеся достижения Арнольд была удостоена Нобелевской премии по химии.
В 2009 году три американских ученых, Элизабет Блэкбёрн, Кэрол Грейдер и Джек Шостак, получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине за открытие теломеров — структур, которые защищают концы хромосом от деградации.
ДНК каждой клетки нашего организма упакована в хромосомы, на концах которых располагаются теломеры, выполняющие функцию защитных «колпачков». Однако при каждом делении клетки теломеры становятся короче, что в конечном итоге приводит к прекращению деления клетки, когда они достигают критической длины.
Элизабет Блэкбёрн, Кэрол Грейдер и Джек Шостак выяснили, что существуют специфические ферменты — теломеразы, которые могут восстанавливать теломеры, что объясняет, почему некоторые клетки могут жить дольше других. Сегодня продолжаются исследования в области поиска веществ, способствующих активности теломераз.
Учёные продолжают изучать способы замедления старения и улучшения регенеративных способностей тканей.
В 2020 году Дженнифер Даудна и Эмманюэль Шарпантье были удостоены Нобелевской премии по химии за создание технологии, известной как «CRISPR-Cas9» или генетические ножницы.
Эта технология позволяет с высокой точностью редактировать ДНК, открывая новые горизонты в биологии и медицине.
Учёные выяснили, что кожа имеет собственную защиту, позволяющую распознавать и разрушать вирусную ДНК с помощью специфических белков.
Таким образом, система «CRISPR-Cas9» нашла множество применений в лечении таких заболеваний, как серповидноклеточная анемия и муковисцидоз.
Также интересен вклад Ту Юю, лауреатки Нобелевской премии по физиологии и медицине, которая в 1960-70-х годах работала над созданием эффективного средства против малярии.
Начав с исследования исторических рецептов в архиве Китайской академии традиционной медицины, она выделила из полыни вещество, продемонстрировавшее высокую эффективность против малярийного возбудителя.
Команда Ту Юю разработала на основе артемизинина новые противомалярийные препараты, спасшие миллионы жизней.
Эти открытия подчеркивают важность женщин в науке и их роль в борьбе с пандемиями и серьезными заболеваниями, а также демонстрируют отсутствие гендерных границ в научной деятельности.
