Nobelova cena za chemii
Nejvyšší vědecké ocenění za objevy na poli chemie si v letošním roce odnášejí Tomas Lindahl, Paul Modrich a Aziz Sancar za výzkum reparačních procesů probíhajících v dědičné informaci na úrovni DNA.
DNA má dokonale vyváženou stabilitu a nestabilitu. Na jedné straně je dostatečně stabilní, aby dovolovala spolehlivý přenos dědičných vlastností na další generace, ale na druhé straně je dostatečně nestabilní, aby v ní mohly vznikat náhodné změny a tím i nové varianty dědičných vloh, které představují „pohonné palivo“ evoluce. Zdaleka ne všechny změny DNA jsou pozitivní, a proto musí existovat v buňkách reparační mašinérie, která mnoho náhodně vzniklých defektů opět opraví. Spektrum reparačních mechanismů je pestré, a tak je dlouhý i seznam těch, kdo se o jejich objevení zasloužili. Proto se předpokládalo, že se nobelovský výbor při výběru laureátů tomuto tématu vyhne. O široké nabídce potenciálních kandidátů výmluvně svědčí i skutečnost, že letošní prestižní Laskerova cena byla udělena rovněž za objevy v oblasti reparačních procesů DNA, ale získali ji zcela jiní vědci, konkrétně Američané Evelyn Witkinová a Stephen Elledge (viz článek na str. A5).
Švédský biolog Tomas Lindahl objevil mechanismus, kterým jsou z DNA odstraňovány báze poškozené například oxidací, alkylací nebo deaminací. Jeho zásadní přínos ale spočívá v tom, že jako první upozornil na samotnou existenci reparačních mechanismů.
Aziz Sancar, který pochází z Turecka, ale profesní kariéru prožívá v USA, v 80. letech minulého století odhalil mechanismy pro odstranění částí DNA poškozených mutagenními vlivy, např. radiací. Při tomto reparačním procesu je v poškozeném místě odstraněna část jednoho řetězce dvojité šroubovice DNA, zatímco druhý řetězec je zachován. Ten pak slouží jako templát pro syntézu nového, nepoškozeného úseku komplementárního řetězce.
Američan Paul Modrich popsal v roce 1989 třetí typ reparačních procesů, při kterých jsou opraveny chyby vznikající při kopírování DNA, kdy se v protilehlých řetězcích DNA proti sobě nacházejí báze, jež jsou k sobě nekomplementární.
Objev reparačních mechanismů má velký význam pro medicínu. Pokud dojde z jakéhokoli důvodu k narušení reparace DNA, dramaticky stoupá počet nekorigovaných mutací a s tím zároveň i riziko mnoha onemocnění včetně nádorového bujení. A naopak, nádorové buňky mohou získat rezistenci k některým typům léčby využívajícím fatální poškození DNA, pokud využijí reparační mechanismy k nápravě škod napáchaných na jejich dědičné informaci léčbou.
„Potřebujeme reparaci DNA, ale neradi vidíme, když ji využívají nádorové buňky,“ řekl Tomas Lindahl.
Znalost reparačních procesů našla uplatnění i mimo medicínu, například při výzkumu DNA izolované z fosilií pravěkých lidí a dalších organismů. Podle toho, jaké typy poškození izolovaná DNA nese a jakým reparačním procesům mohla být vystavena, se dá celkem spolehlivě určit, zda jde o velmi starou DNA z fosilie, nebo o kontaminaci DNA z recentního zdroje.
Zdroj: