A DNS-javító mechanizmus tanulmányozásáért hárman kapták a 2015-ös kémiai Nobel-díjat

2015.10.07. 12:02

A 2015-ös kémiai Nobel-díjat Tomas Lindahl, Paul Modrich és Aziz Sancar kapta azért, mert molekuláris szinten feltérképezték, hogyan javítja a sejt a károsodott DNS-t, és őrzi meg ily módon a pontos genetikai információt. A három tudós munkája alapvető tudást adott arról, hogyan működik az élő sejt, és megnyitotta a gyakorlati alkalmazás lehetőségét is, például új rákkezelési módszerek kifejlesztéséhez.

A DNS-ünket mindennap károsítja az ultraibolya sugárzás, a szabadgyökök és más rákkeltő anyagok, de a DNS-molekula még e külső támadások nélkül is eredendően instabil. A sejt genomjában több ezer spontán változás következik be naponta.

Ráadásul hibák keletkezhetnek akkor is, amikor a DNS sejtosztódáskor lemásolódik (replikáció). Ez a folyamat pedig több milliószor játszódik le az emberi testben naponta.

Tomas Lindahl, Paul Modrich és Aziz Sancar kapta egyharhad-egyharmad arányban megosztva a 2015-ös kémiai Nobel-díjatForrás: Nobelprize.org

Molekuláris rendszerek ellenőrzik és javítják a DNS-t

Egyetlen oka van annak, hogy genetikai anyagunk nem esik szét és nem következik be teljes kémiai káosz: egy sor molekuláris rendszer folyamatosan ellenőrzi és javítja a DNS-t. A 2015-ös kémiai Nobel-díjjal három olyan, úttörő kutatást végző tudóst díjaztak, akik több ilyen javító rendszerről részletekbe menően felderítették, hogyan működnek molekuláris szinten.

Báziskivágó javítás

Az 1970-es évek elején a kutatók még azt hitték, hogy a DNS rendkívül stabil molekula, azonban Tomas Lindahl kimutatta, hogy a DNS olyan ütemben bomlik le, ami eredendően lehetetlenné tette volna az élet kialakulását a Földön.

Ez a meglátás vezette őt egy molekuláris mechanizmus, az úgynevezett báziskivágó javítás felfedezéséhez, ami folyamatosan megakadályozza a DNS-ünk összeomlását.

A DNS-javítási mechanizmusok vázlatos rajza. Balról jobbra a báziskivágó javítás, a nukleotidkivágó javítás és az oda nem illő párok javításaForrás: Johan Jarnestad

Nukleotidkivágó javítás

Aziz Sancar az úgynevezett nukleotidkivágó javítást térképezte fel. Ezt a mechanizmust használja a sejt az ultraibolya sugárzás miatt bekövetkezett DNS-károsodások javítására. Napfény hatására bőrrák alakul ki azokban az emberekben, akik e javító rendszer hibájával születnek.

A sejt még többek közt a mutagén anyagok által okozott hibák javítására is használja a nukleotidkivágó javítást.

Tomas Lindahl, Paul Modrich és Aziz Sancar a 2015-ös kémiai Nobel-díj kitüntetettjeForrás: Nobelprize.org

Össze nem illő párok javítása

Paul Modrich azt mutatta ki, hogyan javítja ki a sejt a DNS-replikáció hibáit, amelyek a sejtosztódáskor következnek be. Ez a mechanizmus – az úgynevezett össze nem illő párok (mismatch) javítása – nagyjából ezredrészére csökkenti a DNS-replikáció folyamán bekövetkezett hibák gyakoriságát. A mismatch javításának vele született hibája felelős például a vastagbélrák egyik örökletes formájáért.

A kutatókról

A svéd Tomas Lindahl 1938-ban született Stockholmban. 1967-ben szerezte doktori fokozatát a Karolinska Institutetben. 1978 és 1982 között a Göteborgi Egyetemen az orvosi és élettani kémia professzora. A Francis Crick Intézet nyugalmazott csoportvezetője és a brit Clare Hall Laboratory rákkutató intézetének nyugalmazott igazgatója.

Az egyesült államokbeli Paul Modrich 1946-ban született. Doktori fokozatát 1973-ban szerezte a Stanfordi Egyetemen. Jelenleg a Howard Hughes Orvosi Intézet felügyelője, és a Duke Orvosi Egyetem biokémia-professzora.

Aziz Sancar amerikai és török állampolgár. 1946-ban született a törökországi Savurban. 1977-ben doktorált a Texasi Egyetemen. Jelenleg az Észak-Karolinai Orvosi Egyetem biokémia- és biofizika- professzora.

A kitüntetettek megosztva 8 millió svéd koronával (266,3 millió forintos összeggel) gazdagodnak, a díjátadó ünnepséget hagyományosan december 10-én, az elismerést alapító Alfred Nobel halálának évfordulóján rendezik.

Tavaly a szupermikroszkópot díjazták

A 2014-es kémiai Nobel-díjat szintén három kutató kapta megosztva. Eric Betzig, Stefan W. Hell és William E. Moerner a szuperfelbontású mikroszkópia alapjainak kidolgozásáért érdemelte ki az elismerést, mely lehetővé teszi, hogy valós időben, a vizsgált minta károsítása nélkül figyeljenek meg biokémiai folyamatokat.

KAPCSOLÓDÓ CIKKEK