08.10.2015 aktualizacja 08.10.2015

Ten artykuł można bezpłatnie przedrukować

Paul Modrich - człowiek, który za radą ojca "zajął się DNA"

Fot. PAP/EPA/ MEGAN MORR / DUKE PHOTOGRAPHY 07.10.2015

Interesowała go różnorodność przyrody, ale posłuchał rady ojca, by "zająć się DNA". Jeden z trzech tegorocznych laureatów Nagrody Nobla z chemii, Paul Modrich wyjaśnił proces naprawy niesparowanych zasad DNA.

Amerykanin Paul Modrich (ur. w 1946 r.) Nagrodą Nobla podzieli się po równo z Tomasem Lindahlem i Azizem Sancarem, którzy razem z nim zostali tegorocznymi laureatami w dziedzinie chemii za badania mechanizmów naprawy DNA - ogłosił w środę w Sztokholmie Komitet Noblowski.

Nobla przyznano mu za badania dotyczące procesu tzw. naprawy niesparowanych zasad DNA.

Informacja o nagrodzie dotarła do Modricha, kiedy był na urlopie w New Hampshire. \"Szok, przejęcie, zaskoczenie...\" - tak mówił o emocjach, które go dopadły na wieść o zdobyciu Nobla.

Modrich dorastał w miasteczku w północnym Nowym Meksyku, w USA. W młodości zainteresował się różnorodnością tamtejszej przyrody, ale jego ojciec - nauczyciel biologii - powiedział mu kiedyś: \"Powinieneś się zająć DNA\". To było w 1963 r., w rok po tym, jak Francis Crick i James Watson dostali Nobla za odkrycie struktury DNA.

I rzeczywiście, DNA znalazło się w centrum jego naukowych dociekań. Na początku kariery badawczej (na Uniwersytecie Stanforda i Duke University) badał on enzymy wpływające na działanie DNA, m.in. ligazę i polimerazę DNA oraz enzym EcoRI.

Z czasem skupił się na innym enzymie, zwanym metylazą Dam - który sprawia, że grupa metylowa przyłącza się do DNA. Modrich wykazał, że grupy metylowe mogą pełnić rolę znaków drogowych, pomagając enzymom ucinać nić DNA w odpowiednim miejscu.

Tak się składa, że ledwie kilka lat wcześniej Matthew Meselson (biolog molekularny z Harvard University) zasugerował, iż grupy metylowe mają wobec DNA nieco inną funkcję sygnalizacyjną. Meselson stworzył bakteriofaga, którego DNA posiadało kilka niesparowanych zasad (np. A, które można umieścić naprzeciwko C - zamiast T). Kiedy pozwolił fagom zaatakować bakterie, te dokonały naprawy niesparowanych zasad. Nikt nie wiedział, jak to się stało.

W pewnym momencie ścieżki Modricha i Meselsona skrzyżowały się. Wspólnie stworzyli wirusa, którego DNA posiadało liczne niesparowane zasady. Wtedy to metylaza Dam, którą zajmował się Modrich, została wykorzystana do tego, by do jednej z nici DNA dodać grupy metylowe.

Wirusami zakażono bakterie, które konsekwentnie naprawiały nić DNA (tę, której brakowało grup metylowych). Modrich i Meselson doszli do wniosku, że naprawienie niesparowanego DNA jest procesem naturalnym, który naprawia niesparowane zasady - błędy powstające podczas kopiowania DNA. Nici z defektem rozpoznaje dzięki temu, że nie została ona poddana metylacji.

Odkrycie to zmobilizowało Modricha do kilku lat pracy nad kolejnymi enzymami, biorącymi udział w procesie naprawy niesparowanych zasad DNA. Do końca lat 80., w ramach prac in vitro Modrich szczegółowo przebadał złożone mechanizmy naprawy molekularnej. Swoje wnioski opublikował w 1989 r.

Modrich (podobnie jak Tomas Lindahl i Aziz Sancar) badał również ludzką wersję systemu naprawczego.

Dziś wiemy, że tysiące błędów, pojawiających się podczas kopiowania ludzkiego genomu, są naprawiane dzięki mechanizmowi naprawy niesparowanych zasad DNA. W przypadku człowieka nadal jednak do końca nie wiadomo, jak rozpoznawana jest oryginalna nić.

Badania podstawowe tegorocznych noblistów nie tylko pogłębiły wiedzę dotyczącą działania organizmu, ale też otworzyły drogę do nowych terapii. Jak mówi Paul Modrich, \"to dlatego badania inspirowane przez ciekawość są tak ważne. Nigdy nie wiesz, dokąd cię zaprowadzą… Odrobina szczęścia również nie zawadzi\".

Obecnie Modrich pracuje w Howard Hughes Medical Institute (USA), jest też profesorem w Duke University School of Medicine (Durham, USA). (PAP)

zan/ agt/ malk/