CRISPR — инструмент генного редактирования. Биологи создали его на основе защитной системы бактерий и смогли с его помощью вносить изменения в ДНК растений, животных и людей. Эта технология открывает просто фантастические возможности по редактированию генов и влиянию на собственную эволюцию.

Еще в 1987 году японские ученые обнаружили в геноме кишечной палочки Escherichia coli необычные повторяющиеся последовательности. Затем те же последовательности обнаружились в геноме других бактерий и архей. Их назвали CRISPR (Clustered Regular Interspaced Short Palindromic Repeats), то есть короткие палиндромные повторы, регулярно расположенные группами. На это открытие никто не обращал внимания вплоть до 2007 года, когда специалисты по стрептококкам установили, что палиндромные повторы — часть иммунной системы бактерий.

Для борьбы с вирусами бактерии создают особые ферменты. Победив вирус, бактерии разрезают остатки его генетического материала и сохраняют внутри последовательностей CRISPR. При повторном нападении вируса бактерия производит белки Cas9 с фрагментами генетического материала вируса. Если эти гены совпадают с генетическим материалом агрессора, белки Cas9 разрезают его и отражают атаку.

В 2011 году биологи Дженнифер Даудна и Эммануэль Шарпантье, изучив механизм CRISPR, обнаружили, что для белка Cas9 можно создать искусственную РНК. И тогда он будет искать генетические фрагменты, совпадающие с этой РНК, разрезать и измельчать ее. Этот механизм одинаково хорошо работает на вирусах, растениях и животных. Даудна и Шарпантье поняли, что с помощью этой технологии можно разрезать любой геном, причем она позволяет не только удалять ненужные гены, но и заменять их любыми другими в любом организме.

У CRISPR огромное множество применений. Можно изучать функцию разных генов, улучшать сельскохозяйственные растения, бороться с наследственными заболеваниями. В долгосрочной перспективе CRISPR возможно использовать для создания наследуемых изменений у людей, сделав их менее уязвимыми для вирусных инфекций. Это может навсегда изменить человечество как вид. Когда и в каких случаях нужно редактировать гены, будет одним из самых важных вопросов современности. Это особенно актуально на фоне пандемии коронавируса и новых вирусных заболеваний. Уже сегодня CRISPR используется для лечения рака, слепоты, серповидноклеточной анемии. В 2020 году Дженнифер Даудна и ее команда начали исследовать, как CRISPR воздействует на коронавирус.

Дженнифер Даудна — главная героиня книги Уолтера Айзексона. Ее имя навсегда связано с изучением CRISPR и вписано в историю науки. В 2020 году она и Эммануэль Шарпантье получили за свои исследования Нобелевскую премию по химии.