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

U Prochorovky to bylo jinak. Němci nám kradou tankovou bitvu, zuří Rusko

U Prochorovky se v červenci 1943 odehrála jedna z největších tankových bitev.

Nejslavnější tanková bitva u Prochorovky je ruská propaganda, napsal Die Welt s odkazem na zjištění německých a...

K síti se připojila největší solární elektrárna. Rekord dlouho nevydrží

Pohled na elektrárnu Nur Abú Zabí ze vzduchu

Ve Spojených arabských emirátech k začátku července spustili největší fotovoltaickou elektrárnu na světě. Má maximální...

Amatérský astronom vyfotografoval supertajný americký raketoplán X-37B

Americký raketoplán X-37B na orbitě

Nizozemský pozorovatel satelitů a vědecký novinář Ralf Vandebergh nejspíš udělal nejlepší fotku svého života. Podařilo...

Jeho formule chtěl každý. Autor slavných vystřihovánek slaví devadesátiny

Richard Vyškovský se svým modelem cisternové stříkačky CAS 32 na podvozku Tatra...

Richard Vyškovský je pro laickou veřejnost nepříliš známé jméno, v modelářské komunitě je však doslova celebritou. S...

Největší dobrodružství 20. století začalo o tři čtvrtě sekundy později

Tři Američané právě odstartovali na misi, kterou bedlivě sleduje celý svět.

Ani ostřílený hlasatel vesmírného střediska na Mysu Canaveral nedokáže zakrýt pohnutí. Je 16. července 1969, 9:32 ráno...

Další z rubriky

Postavte si dělo na vatové tyčinky. Je to zábava a něco se naučíte

Jedním z makerů, který bude na Maker Faire Prague 2019 vystavovat je Matěj...

Cílem není získat stroj roznášející hrůzu a smrt, ale pobavit se při výrobě funkčního kanónu na vatové tyčinky. A taky...

Nečekaný objev v hrobce v Českých Budějovicích. České básně nikdo nečekal

V kostele to zašumělo, když archeolog rozluštil nápis na knize, která byla...

V kostele to zašumělo, když archeolog rozluštil nápis na knize, která byla přiložena k ostatkům králova zpovědníka...

Ukrajina oficiálně představila kryt pro Černobyl. Na místě stojí roky

Nový kryt nad IV. reaktorem černobylské elektrárny stojí již od listopadu 2016:...

Desátého července byl slavnostně „odhalen“ nový kryt nad havarovaným IV. blokem černobylské elektrárny. Na svém místě...

Akční letáky
Akční letáky

Prohlédněte si akční letáky všech obchodů hezky na jednom místě!

Najdete na iDNES.cz