Laureáti Nobelovy ceny za chemii zjistili, jak si opravujeme geny

  12:12aktualizováno  12:12
Nositeli letošní Nobelovy ceny za chemii se stali Tomas Lindahl (Švédsko), Paul Modrich (USA) a Aziz Sancar (Turecko). Švédská akademie ocenila jejich přínos pro poznání mechanismů obnovy buněčné DNA, která se během našeho života nevyhnutelně poškozuje.

Nobelova mediale za fyziku a chemii mají stejnou podobu. Toto je medaile za fyziku udělená v roce 1988 americkému experimentálnímu fyzikovi Leonu Ledermanovi. | foto: Nobel comittee

Biochemik Thomas Lindahl si na začátku své vědecké kariéry a půl století před tím, než získal Nobelovu cenu, položil mimo jiné i poměrně jednoduchou otázku: „Jak odolná je DNA?“ Jako chemik dobře věděl, že málokterá sloučenina, zvláště takto komplikovaná, zůstává dlouho beze změny a poškození. Je látka, do které je zapsán život, tedy DNA, skutečně tak výjimečná?

Švédský vědec nebyl samozřejmě zdaleka jediný, kdo se takto ptal, vždyť se tato otázka přímo nabízela. Ve většině buněk našeho těla se nachází zhruba dva metry DNA, v níž jsou zapsány prakticky všechny informace, podle kterých je naše tělo postaveno a funguje. Náš genetický materiál je neuvěřitelným způsobem naskládaný do velmi kompaktních „klubek“, aby se do buněk vešel, ale to ho neochrání před celou řadou vnějších a vnitřních vlivů, které DNA poškozují a ničí. Poškozuje ji například voda, tedy sloučenina, které se nelze vyhnout.

Nositelé Nobelovy ceny za chemii pro rok 2015

Nositelé Nobelovy ceny za chemii pro rok 2015

Lindahl si na začátku 60. let udělal vlastní experimenty a výpočty, které naznačovaly, že naše DNA by měla denně utrpět tisíce vážných poškození, které by se brzy staly „neslučitelnými se životem“. K poškození dochází i samovolně přímo v samotné buňce, bez jakýchkoliv vnějších vlivů. Přitom poškození DNA může vést k řadě problémů, obvykle sice zdaleka zanedbatelných, ale časem nevyhnutelně zcela ničivých a nebezpečných. Třeba ke vzniku nekontrolovaného rakovinového bujení.

Zřejmě tedy musí existovat nějaké - a dosti účinné - mechanismy na opravu škod, které v naší genetické paměti vznikají, uvědomil si Lindahl a další. Stejně jako to, že evidentně musí jít o zásadně důležité mechanismy, kterým stojí za to se věnovat. Do zkoumání této otázky se tak postupně pustila celá řada vědců. A mezi nimi i letošní laureáti: Tomas Lindahl (Švédsko), Paul Modrich (USA) a Aziz Sancar (Turecko).

Každý trochu jinak

Každý se věnoval trochu jiným otázkám a navzájem nespolupracovali. Lindahl, u kterého jsme začali, byl jeden z těch, kdo celý obor otevřel. Byl mimo jiné prvním, kdo získal a popsal důležité enzymy, které mají na starosti opravy chyb vzniklých během kopírování DNA. (Ovšem dozor nad touto klíčovou činností je několikanásobný a Lindahl neobjevil vše.) I díky jím objeveným kontrolám udělají buňky ve výsledku chybu jen zhruba v jednom z miliard zkopírovaných písmen. Tím však Lindahlův přínos nekončil, otázce oprav DNA se věnoval 35 let a popsal významnou část buněčného arzenálu, který se téhle otázce věnuje.

Paul Modrich, nositel Nobelovy ceny za chemii pro rok 2015

Paul Modrich, nositel Nobelovy ceny za chemii pro rok 2015

Paul Modrich popsal mechanismus, kterým buňky ověřují, že písmena DNA obrazně řečeno nejsou při kopírování či úpravě přeházena či špatně zapsána. Začalo to tím, že spolu s významným biochemikem Matthew Meselsonem objevil poznávací znamení (byla to nepřítomnost metylové skupiny), podle které bakteriální buňky rozeznávají, na které části zkopírovaná DNA by mohla být chyba. (U lidí má stejná metylová skupina jiné funkce a mechanismus tu funguje jinak, ale to nechme stranou.)

Aziz Sancar zase přesně ukázal, jak se buňky zbavují materiálu poškozeného například ultrafialovým zářením nebo karcinogeny v tabákovém kouři. Popsal, jak buňka pozná a z DNA vystřihne kousky, které jsou poškozeny třeba UV zářením (na tomto příkladu jeho výzkum začal). Otázce se znovu věnoval celé roky a velmi trpělivě a podrobně popsal celý mechanismu nejprve u bakterií a pak u savčích buněk.

Dohromady tak všichni tři ocenění významným způsobem přispěli ke vzniku a rozvoji celého oboru zkoumání oprav DNA. To je dnes obor, který sice zatím zásadním způsobem nepřispěl k medicínské praxi (byť třeba vysvětlil, proč některé terapie fungují), ale jeho potenciál není zanedbatelný, třeba v případě hledání terapií proti rakovině. Navíc se bez schopnosti oprav DNA život prakticky neobejde, a tak je její poznání nepochybně velký úspěch vědy a lidského poznání v tom nejzákladnějším smyslu.

Na vyznamenané kromě finanční částky ve výši osmi milionů švédských korun (více než 23 milionů Kč) čeká i účast na tradičním slavnostním ceremoniálu, který se uskuteční v den výročí úmrtí Alfreda Nobela 10. prosince. Nobelova cena za mír se bude předávat v norském hlavním městě Oslu, ceny za lékařství, ekonomii, fyziku, chemii a literaturu ve Stockholmu.

V minulém roce Nobelovu cenu za chemii získali tři vědci: Eric Betzig (USA), Stefan Hell (Německo) a William Moerner (USA). Působí v různých institucích a na různých místech světa, ale všichni se v kariéře zabývali mimo jiné tím, jak přiblížit vědcům dění v buňkách a ještě hlouběji na úrovni molekul. Společně dokázali překročit fyzikální limity běžných optických mikroskopů, které byly původně považovány za neprolomitelné. Díky nim dnes můžeme pozorovat objekty výrazně menší, než je vlnová délka světla používaného k pozorování.

Autor:

50. výročí přistání na Měsící

Americký kosmický let Apollo 11 splnil svoji misi 20. července 1969. Na povrch Měsíce jako první člověk vstoupil velitel posádky Neil Armstrong. Doprovázel jej Edwin "Buzz" Aldrin, zatímco Michael Collins zůstal na palubě vesmírné lodi.

Téma Apollo 11 v článcích Technet.cz:
O čem si povídali kosmonauti Apolla 11. Poslechněte si tisíce hodin „ticha“
Co kdyby Apollo 11 zůstalo na Měsíci? Pohřbili by je přes rádio zaživa
Vlajky na Měsíci stále stojí. Podívejte se na důkaz ze sondy LRO

Nejčtenější

Chyběl necelý metr. Parašutisté nekopali v kryptě obležené nacisty marně

Radarový průzkum krypty v únoru 2019

Po 77 letech od atentátu na Heydricha se podařilo prokázat existenci průchozí stoky před kostelem sv. Cyrila a Metoděje...

Neudělejte chybu jako Ovčáček. Ověřovací kód nikdy nikomu neposílejte

Pro bezpečí na internetu je důležité nesdělovat soukromé ověřovací kódy, někdo...

Pokud vám přijde zpráva s potvrzujícím kódem, zacházejte s ní jako s tajemstvím. Nepište ji nikam, kam nepatří. Nikomu...

Jsou neskutečně levné a jedovaté. Čínské tonery do tiskáren obsazují trh

Jak vybrat náplň do tiskárny, aby do ní padla jako ulitá? Ne každá je vhodná a...

Především kvůli nízké ceně lidé riskují zdraví a kupují ultralevné tonery do laserových tiskáren od neznámých výrobců....

Proč havarovaly Boeingy 737 Max? Firma spěchala a porušila vlastní zásady

Jak vznikly problémy, které vedly k havárii nejnovějších letadel Boeing 737 MAX

Nejnovější letadla Boeing 737 MAX 8 už tři měsíce nelétají. Při dvou jejich nehodách totiž zemřelo 346 lidí. Stopy...

Nečekaný objev. Našli jsme stopy po posledním boji parašutistů

Stopy po výbuchu granátu, který podle dostupných indícií smrtelně zranil Jana...

Osmnáctého června 1942, ve čtyři hodiny deset minut ráno, začal v Resslově ulici v Praze nerovný boj. Stovky esesmanů...

Další z rubriky

Kočky rozumí, když na ně voláme. Jen je to většinou nezajímá

Kočky vám rozumí, ale ignorují vás

Kočičí inteligence je na rozdíl od té psí velmi málo prozkoumaná. Kočky totiž většinou odmítají s vědci spolupracovat....

NASA cvičila astronauty na Měsíc nad sopkou, které je dobré se bát

Krajina centrálního Islandu je nehostinné místo téměř bez života, tvořené...

Okolí islandské sopky Asjki je jedno z nejnehostinnějších míst na Zemi. Což je možná dobře, protože její divoká exploze...

Místo vody se řekou valila láva. Výbuch, který pomohl spustit revoluci

Pohled do středu jednoho ze sopečných kuželů vzniklých na přibližně 27...

V roce 1783 na Islandu vybuchla sopka Laki, která významně proměnila směřování lidské společnosti. Jedovaté plyny,...

Akční letáky
Akční letáky

Všechny akční letáky na jednom místě!

Najdete na iDNES.cz