Нобелевская Премия 2015 по Химии

Шведская Королевская Академия Наук (The Royal Swedish Academy of Sciences) присудила Нобелевскую премию 2015 г. по Химии Томасу Линдалю (Tomas Lindahl) из Лаборатории Клэр-Холл (Clare Hall Laboratory) Института Френсиса Крика (Francis Crick Institute) в Хертфордшире (Великобритания), Полу Модричу (Paul Modrich) из Медицинского Института Ховарда Хьюса (Howard Hughes Medical Institute) и Медицинской Школы при Университете Дьюка (Duke University School of Medicine) (США), а также Азиз Санкар (Aziz Sancar) из Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл (University of North Carolina, Chapel Hill, США) «за исследование механизма восстановления ДНК».

Клеточный арсенал для восстановления ДНК

Нобелевская премия по химии 2015 г. присуждена Томасу Линдалю, Полу Модричу и Азиз Санкар за картирование на молекулярном уровне процесса восстановления поврежденной ДНК и сохранения генетической информации. Результаты работы этих исследователей принесли фундаментальные знания о функционировании живых клеток и используются, например, при разработке новых противораковых препаратов.

Каждый день ДНК повреждается ультрафиолетом, свободными радикалами и другими канцерогенными веществами, но даже без таких внешних атак молекула ДНК всегда нестабильна. В геноме клеток ежедневно возникают тысячи спонтанных изменений. Более того, число таких нарушений может расти при репликации ДНК во время клеточного деления – процессе, происходящем в организме человека несколько миллионов раз каждый день.

Причина, по которой наш генетический материал не изменяется до состояния полного химического хаоса, заключается в том, что «хозяин» молекулярной системы постоянно сканирует и восстанавливает ДНК. Премия 2015 г. присуждена трем ученым-пионерам, детально показавшим, как эти системы репарации работают на молекулярном уровне.

В начале 1970-х гг. исследователи полагали, что ДНК – невероятно стабильная молекула, однако, Томас Линдаль продемонстрировал, что ДНК «портится» со скоростью, которая должна сделать развитие жизни на Земле невозможным. Это озарение привело его к открытию молекулярной машинерии – эксцизионной репарации оснований, или процесса восстановления путем удаления поврежденных оснований.

Азиз Санкар исследовал нуклеотидную эксцизионную репарацию – механизм, используемый клетками для восстановления повреждения ДНК ультрафиолетом. У людей с дефектом этой системы репарации может развиться рак кожи при нахождении на солнечном свету. Кроме того, клетка также прибегает к эксцизионной репарации нуклеотидов для исправления ошибок, вызванных, помимо прочего, мутагенными веществами.

Пол Модрич продемонстрировал исправление ошибок, возникающих при репликации ДНК в ходе деления. Этот механизм – репарация ошибочно спаренных оснований – примерно в 1000 раз снижает частоту ошибок во время репликации ДНК. Известно, например, что врожденные дефекты этой репаративной системы вызывают наследственную форму рака прямой кишки.

Лауреаты Нобелевской премии 2015 г. по химии представили фундаментальный взгляд на функционирование клеток. Полученные ими сведения могут использоваться, например, при разработке новых противораковых препаратов.

Томас Линдаль, гражданин Швеции. Родился в 1983 г. в Стокгольме (Швеция). Получил степень доктора философии в Каролинском Институте (Karolinska Institutet, Стокгольм, Швеция). Профессор медицинской и физиологической химии Гетеборгского Университета (University of Gothenburg, Швеция) в 1978-1982 гг. Почетный руководитель группы в Институте Френсиса Крика и почетный директор исследования онкологии в Лаборатории Клэр-Холл.

Пол Модрич, гражданин США. Родился в 1946 г. Получил степень доктора философии Стэнфордского Университета (Stanford University, США) в 1973 г. Исследователь в Медицинском Институте Ховарда Хьюса и профессор биохимии в Медицинской Школе при Университете Дьюка (США).

Азиз Санкар, гражданин США и Турции. Родился в 1946 г. в г. Савур, Турция. Степень доктора философии получил в 1977 г. в Техасском Университете в Далласе (University of Texas, Dallas, США). Профессор биохимии и биофизики Медицинской Школы при Университете Северной Каролины в Чапел-Хилл (США).

Премия в 8 млн. шведских крон должна быть поровну поделена между лауреатами.

Иллюстрация разворачивания молекулы ДНК из хромосомы внутри клеточного ядра. (фото: NIH/National Human Genome Research Institute)

По материалам Nobel Foundation