DNA zawiera informacje kluczowe dla tworzenia i działania organizmów. Jednak wpływ środowiska sprawia, ze w kodzie stale pojawiają się błędy, których naprawa jest niezwykle ważna dla podtrzymania życia. Tegoroczni nobliści wyjaśnili, jak komórki organizmów żywych naprawiają i chronią DNA. Od tego zależy m.in. obrona przed powstawaniem nowotworów.
DNA to delikatna cząsteczka, jednak od jej budowy zależy życie organizmu. Komórki muszą ją przechowywać i powielać przez cały czas życia sięgający nieraz ponad 100 lat. Dlatego tak ważne jest, by organizm potrafił wychwycić powstające w DNA błędy a następnie je naprawić.
Nasze DNA pozostaje przez lata zadziwiająco nienaruszone - zawdzięczamy to złożonym mechanizmom molekularnym, w których kluczową rolę odgrywają białka. Nagroda Nobla dla Tomasa Lindahla, Paula Modricha oraz Aziza Sansara została przyznana za poznanie szczegółowego przebiegu tych procesów. Każdy z nagrodzonych niezależnie od pozostałych poznał część całego mechanizmu.
Szwed, Tomas Lindahl, rozpoczął swoją pracę pod koniec lat 60. W tym czasie sądzono jeszcze, że DNA jest niezwykle odporną cząsteczką. Nic innego nie wchodziło w rachubę - wydawało się, że gdyby tak nie było, życie szybko skończyłoby się w wyniku powstających stale mutacji. Choć są one pożądane przez ewolucję, to nie mogą pojawiać się zbyt często.
Lindahl pracował nad cząsteczką RNA, pokrewną DNA. W swoich badaniach musiał ją podgrzewać i był zaskoczony tym, jak szybko ulega ona uszkodzeniu. Co prawda RNA jest delikatniejsze, ale i tak sprawa wyglądała podejrzanie - jak to możliwe, że DNA wytrzymuje nieuszkodzone przez całe życie? Wkrótce okazało się, że podejrzenia Tomasa Lindahla są uzasadnione: DNA ulega stałej, powolnej degradacji. Każdego dnia pojawia się w nim kilka tysięcy potencjalnie niebezpiecznych zmian. Doprowadziło go to do wniosku, ze musi istnieć mechanizm stale naprawiający te uszkodzenia. W 1974 roku opublikował pracę, w której wyjaśnił mechanizm naprawy uszkodzeń cytozyny w komórkach bakterii. Przez kolejne 35 lat Lindahl odkrył i zbadał wiele białek odpowiadających za naprawę DNA.
Aziz Sancar, urodzony w Turcji i pracujący w USA, 1976 roku sklonował gen odpowiadający za białko, którego rolą jest naprawianie uszkodzeń powstały w DNA pod wpływem ultrafioletu. Ponieważ skóra jest stale narażona na to promieniowanie, mechanizm ten musi działać na najwyższych obrotach.
Naprawę uszkodzeń wywołanych przez ultrafiolet udało się wyjaśnić Sancarowi mechanizmem wycinania nukleotydu - w razie potrzeby usuwany jest duży, liczący około 30 par zasad, fragment nici DNA, który odtwarzany jest następnie z drugiej nici.
Paul Modrich opracował w latach 70. wyjaśnienie mechanizmu, który służy do rozpoznawania i naprawy błędnie umieszczanych w DNA nukleotydów, które mogłyby się powielić podczas replikacji i rekombinacji.
Mechanizmy, które zbadali tegoroczni nobliści odpowiadają m.in. za ochronę organizmu przed powstawaniem nowotworów. Dlatego wiedza na temat naprawy DNA przydaje się przy tworzeniu terapii, które ratują życie.
Nobliści
Tomas Lindahl - urodzony w 1938 roku w Sztokholmie. Przez wiele lat pracował na uczelniach szwedzkich - doktoryzował się w Karolinska Institutet, profesurę z chemii i medycyny zrobił na Uniwersytecie w Goeteberdze. Obecnie pracuje w brytyjskim Francis Crick Institute.
Paul Modrich - Amerykanin, ma 69 lat. Doktoryzował się na Stanfordzie, obecnie jest profesorem biochemii na Duke University School of Medicine.
Aziz Sancar - urodzony w 1946 roku w Turcji. Zatrudniony na Uniwersytecie Kalifornii Północnej.
