Keď americkí vedci Andrew Fire a Craig Mello videli, čo sa deje, keď kyselina ribonukleová "vypne" gén pre svalovú bielkovinu, bádali nad tým tak dlho a tak originálne, že získali Nobelovu cenu za fyziológiu a medicínu 2006
Jeden týždeň, dve "nobelovky". Tak úspešne prežila tohtoročné najprestížnejšie vedecké ocenenia americká Stanfordova univerzita. Najskôr ju získal stanfordský profesor Andrew Z. Fire (spolu s Craigom Mellom z Medicínskeho inštitútu Howarda Hughesa na Lekárskej faktulte Massachusettskej univerzity), potom blízky kolega A. Firea Roger Kornberg (písali sme o ňom na tomto mieste pred týždňom). Obe ocenenia sa týkajú nových poznatkov o fungovaní kyseliny ribonukleovej (RNA) v bunke. Zatiaľ čo Kornberg do detailov opísal mechanizmus prepisu (transkripcie) DNA do RNA, Fire a Mello objasnili, čo v bunke prebieha pri "umlčovaní" génov, presnejšie bielkovín, ktoré sa snažia gény produkovať, bunka ich však nechce. Tento proces, ktorý bunka zrejme kedysi dávno začala užívať ako ochranu pred vírusovou nákazou, nazvali RNA-interferencia (rušenie, zabránenie niečomu). Opäť tu hrá hlavnú úlohu doteraz tak trochu zaznávaná RNA, lenže v tomto prípade je zložená z dvoch vlákien, zatiaľ čo normálne má iba jedno.
Žiadna dogma neplatí bez výnimiek
Schopnosť RNA zničiť určité genetické informácie, ktoré sa podieľajú na tvorbe chybných bielkovín, vedci objavili už v 80. rokoch uplynulého storočia pri génovej modifikácii rastlín. Trochu to síce narušovalo centrálnu dogmu molekulárnej biológie, ktorú formuloval spoluobjaviteľ DNA Francis Crick: Prepis genetickej informácie prebieha vždy z DNA cez RNA do bielkovín, nikdy nie naopak. RNA by teda mala iba slepo kopírovať dané inštrukcie. Každé pravidlo však má svoje výnimky, a práve odhalenie aktívnej úlohy RNA prinieslo veľmi zaujímavé možnosti liečby chorôb, ktoré spôsobujú chybné gény. Ako by sa zmenila medicína, keby sa podarilo napríklad umlčať onkogény, podieľajúce sa na vzniku rakoviny. Samozrejme, ide ešte iba o teoretickú možnosť, veď Fire a Mello preskúmali základný bunkový mechanizmus, ktorý možno bez zaváhania porovnať s objavom penicilínu; taký obrovský vplyv na medicínu môže mať o päť-desať rokov.
S použitím novej metódy sa už podarilo u myší umlčať gén spôsobujúci vysokú hladinu cholesterolu. Experimentuje sa už aj na ľuďoch. (Američanka McCulloughová dostala pred dvoma rokmi injekciu upravenej molekuly RNA, ktorá zastavila jej postupujúcu slepotu.) Súčasne však obaja laureáti upozorňujú, že robili základný výskum a nevylučujú, že pri jeho uplatnení môžu nastať veľké komplikácie. Napríklad telo sa môže umelo vyrobenej dvojitej špirále RNA úporne brániť, čo vyvolá zničujúcu imunitnú reakciu, ako ukázali pokusy na myšiach.
Nevedeli, čo to je
Vráťme sa do 90-tych rokov 20. storočia. Vtedy nebolo vôbec jasné, akým mechanizmom sa RNA na likvidácii genetických informácií môže podieľať. Práve to objasnili Fire a Mello. Na začiatku boli embryá milimeter veľkého červíka Caenorhabditis elegans, na ktorých vedci skúšali účinnosť vlákien RNA. Chceli umlčať niektoré gény vo vyvíjajúcom sa embryu, aby mohli preštudovať ich funkciu (dnes sa už táto metóda pri štúdiu úlohy jednotlivých génov v organizme vďaka tohtoročným nobelistom bežne používa).
Keď teda Fire a Mello miniatúrnym embryám naočkovali dvojitú špirálu RNA, červíky sa začali veľmi zvláštne šklbať, ako keby mali poškodený gén pre svalovú bielkovinu; ten však bol úplne v poriadku. Dvojitá RNA umlčiavala jednu bunku za druhou v celom tele nezávisle od miesta, kde sa dostala do tela. Červíky si dokonca umlčané gény odovzdávali z generácie na generáciu - napriek Crickovej dogme.
Takýto účinok dvojitej špirály RNA vedci neočakávali ani v najbujnejších snoch. "Bolo to neuveriteľné. Pred našimi očami prebiehalo niečo unikátne, no my sme netušili, čo to je," povedal pre HHMI News Mello. Vedci najskôr ani nevedeli, či neurobili nejakú technickú chybu. Neskôr sa však ukázalo, že narazili na úplne nový fenomén. Študovali ho ďalšie dlhé roky, až ho nakoniec opísali do detailov v britskom Nature v roku 1998. Podľa vlastných slov, samozrejme, neočakávali, že by ich mohli tak rýchlo v Štokholme aj oceniť. Možno oveľa neskôr, keď "dospejú".
Nik nie je osamotený ostrov
Krátko po oznámení vzrušujúcej novinky zo Štokholmu Fire povedal, že Roger Kornberg, ktorý je o viac ako desať rokov starší, preňho bol a je jedným z najväčších vedeckých vzorov. Vlastne celý životný príbeh 47-ročného Andrewa Firea, pochádzajúceho z kalifornskej Santa Clary, dokladá, že vo vede nik nie je osamoteným ostrovom. Na Kalifornskej univerzite v Berkeley získal Fire za tri roky magisterský titul z matematiky. Rozhodol sa však pre genetiku a v devätnástich rokoch odišiel na MIT (Massachusettský technický inštitút) v Cambridgei (samozrejme, tej americkej). Tam pracoval u profesora Phillipa Sharpa, neskoršieho nositeľa Nobelovej ceny za lekárstvo a fyziológiu (1993).
V roku 1983 sa Fire presunul do Veľkej Británie k ďalšiemu neskoršiemu laureátovi, fenomenálnej postave molekulárnej biológie, Sidneymu Brennerovi, pochádzajúcemu z Južnej Afriky (Brenner získal Nobelovu cenu v roku 2002 spolu s inými významnými genetikmi, Johnom Sulstonom a Robertom Horvitzom). S Brennerom Fire pracoval práve na lúštení genómu Caenorhabditis elegans, prvého živočícha s prečítaným genómom. Nobelisti sa asi nejakým zvláštnym spôsobom priťahujú. Príklad Rogera Kornberga, ktorý si pôjde v decembri do Štokholmu po "nobelovku" 47 rokov po svojom otcovi Arthurovi, to iba potvrdzuje.
Aj Craiga Mella nasmeroval na vedeckú dráhu jeho otec, paleontológ, ktorý ho často brával na expedície na západ USA, kde hľadali kosti dinosaurov. "Už ako dieťa som bol uchvátený predstavami o dávno minulých dobách, o histórii Zeme a o zrode ľudského života," povedal Mello pre HHMI News. V 70-tych rokoch však vedci naklonovali ľudský gén pre inzulín, ktorý zabudovali do baktérie, a tie ho začali produkovať v neobmedzenom množstve. Keď Mello zistil, že genetika dokáže tak efektívne pomáhať toľkým chorým ľuďom, bol pre evolučnú biológiu stratený, lebo práve tento bezprostredný ľudský rozmer mu na nej chýbal.
Titul bakalára získal v roku 1982 na Brownovej univerzite, doktorát na Harvarde. Neskôr získal vlastné laboratórium na Lekárskej fakulte Massachusettskej univerzity pod záštitou dobročinného HHMI, kde pôsobí doteraz.
