ג'ניפר דאודנה: כותבת מחדש את קוד החיים
כשהייתה בכיתה ו' בהילו, הוואי, אביה השאיר ספר בכריכה רכה של הסליל הכפול מאת ג'יימס ווטסון על מיטתה. היא קראה אותו בציפייה לסיפור בלשי וקיבלה אחד, אך הפרט שנשאר איתה היה רוזלינד פרנקלין. "זה הכה בי אז בפעם הראשונה", כתבה מאוחר יותר, "שאישה יכולה להיות מדענית גדולה". יועץ הלימודים בתיכון שלה יעץ לה לאחר מכן שבנות לא עוסקות בכימיה. באוקטובר 2020 היא ואמנואל שרפנטייה הפכו לשתי הנשים הראשונות שחלקו פרס נובל במדעים.
אאוטסיידרית באי הגדול
ג'ניפר אן דאודנה נולדה ב-19 בפברואר 1964 בוושינגטון די.סי., הבכורה מבין שלוש בנות. אביה מרטין היה כותב נאומים במשרד ההגנה; אמה דורותי לימדה במכללה קהילתית. ב-1971, כשג'ניפר הייתה בת שבע, המשפחה עברה להילו באי הגדול של הוואי.
היא הייתה האולה (haole), לא ילידית, והלימודים היו בודדים. היא הגיבה בקריאה ובהליכה לתוך הנוף, בטיולים ובחקירת מערות באי שהיא מתארת ככזה שמציע "פלטה עשירה של מגוון ביולוגי". הבידוד והסביבה עשו את מה שאף אחד מהם לבדו לא היה עושה: הם הפכו ילדה בודדה לנטורליסטית.
פומונה, הרווארד, ועולם ה-RNA
תוך התעלמות מיועץ הלימודים, היא נכנסה למכללת פומונה ב-1981 וסיימה ב-1985 כסטודנטית הכימיה המובילה שלה. קיץ במעבדה של דון המס שחקר זיהום פטרייתי של פפאיה נתן לה, לדבריה, "את הטעם הראשון שלי לריגוש שבגילוי מדעי".
היא עשתה את הדוקטורט שלה בבית הספר לרפואה של הרווארד תחת ג'ק שוסטק, ועבדה על מולקולות RNA משתכפלות עצמית, קו מחקר שמטרתו מקור החיים עצמו. מאמר ה-Nature שלהם מ-1989 הדגים סינתזה מזורזת RNA של RNA משלים. ב-1991 עברה לאוניברסיטת קולורדו לעבוד עם טום צ'ך, שזכה בפרס נובל על כך שהראה ש-RNA יכול לפעול כאנזים, ולמדה קריסטלוגרפיה בקרני רנטגן, הטכניקה שפרנקלין השתמשה בה על DNA.
ייל, והצורה של אנזים
דאודנה הפכה לפרופסור עוזר בייל ב-1994. שם, עם הסטודנט לתואר שני שלה ג'יימי קייט, לו נישאה מאוחר יותר, היא קבעה את המבנה האטומי המפורט הראשון של אנזים RNA משתחבר עצמית. מאמר ה-Science שלהם מ-1996 נחשב לאבן דרך: הוא הראה ש-RNA מתקפל למכונות תלת-ממדיות מורכבות באותו אופן שחלבונים עושים, וביסס את דאודנה כאחת הביולוגיות המבניות המובילות בתחום עשור וחצי לפני CRISPR.
Twenty questions, eight minutes on the clock, and a percentile measured against everyone who has taken it. No sign-up.
Take the IQ test →ב-2002 היא וקייט עברו שניהם ל-UC ברקלי כפרופסורים במכללה לכימיה ומדעני סגל במעבדה הלאומית לורנס ברקלי. הם נישאו ב-2000; בנם אנדרו נולד ב-2002.
כוס תה בברקלי
התפרצות ה-SARS ב-2002 דחפה אותה לעבר הפרעת RNA, המנגנון שבו מולקולות RNA קטנות משתיקות גנים. המהלך המשמעותי, לעומת זאת, הגיע מזר. המיקרוביולוגית ג'יליאן באנפילד מצאה את עבודתה של דאודנה דרך חיפוש בגוגל והציעה שהן ידברו. על תה בבית קפה בברקלי, באנפילד תיארה רצפים חוזרים מוזרים בגנומים חיידקיים, משובצים בשברים של DNA ויראלי, שנקראו CRISPR. אף אחד לא ידע מה הם עושים. באנפילד תהתה אם הם עובדים דרך הפרעת RNA.
דאודנה התחילה למשוך בחוט. עד 2008 הקבוצה שלה ארגנה את כנס ה-CRISPR הבינלאומי הראשון בברקלי, בנקודה שבה התחום היה קטן מספיק כדי להיכנס לחדר.
יוני 2012
בכנס מיקרוביולוגיה בפורטו ריקו ב-2011 היא פגשה את אמנואל שרפנטייה, שעבדה על אותה מערכת מהצד החיידקי וזיהתה מולקולת RNA שנייה, tracrRNA, חיונית לתפקודה. הן הסכימו לשתף פעולה. בעבודה עם מרטין ינק במעבדה של דאודנה וקשישטוף צ'ילינסקי במעבדה של שרפנטייה, שתי הקבוצות הבינו שחלבון Cas9 מונחה לרצף DNA ספציפי על ידי RNA, ואז חותך את שני הגדילים. חשוב מכך, הן הראו שניתן למזג את שני ה-RNA הטבעיים ל-RNA מנחה יחיד מהונדס, ושינוי הרצף שלו ישלח את Cas9 לכל מטרה שהנסיין יבחר.
המאמר, "אנדונוקלאז DNA מונחה RNA כפול הניתן לתכנות בחסינות חיידקית מסתגלת", הופיע באינטרנט ב-Science ב-28 ביוני 2012. מה שהיה מערכת חיסון חיידקית עלומה היה כעת, בביטוי של המכון לגנומיקה חדשנית, כלי ש"מאפשר למדענים לשכתב DNA, קוד החיים, בכל אורגניזם, כולל תאים אנושיים, ביעילות ובדיוק חסרי תקדים". דאודנה תיארה את התקופה כאחת של "שמחה טהורה".
בעיית האתיקה שהיא הפכה לשלה
כמעט מיד היא החלה לדאוג לגבי מה שעזרה לשחרר. ב-2015 היא קראה בפומבי למורטוריום על עריכת קו הנבט האנושי וכינסה עשרים חוקרים בעמק נאפה כדי לנסח הנחיות, ואז ארגנה במשותף את הפסגה הבינלאומית על עריכת גנים אנושיים בדצמבר ההוא. היא כתבה במשותף את סדק בבריאה עם סמואל שטרנברג ב-2017 כדי להציג את הטיעון לקוראים כלליים. כשמדען סיני הכריז על תינוקות ערוכי גנים ב-2018, דאודנה לחצה לרגולציה בינלאומית ולקחה את המקרה לסנאטורים אמריקאים.
היא הקימה את המכון לגנומיקה חדשנית ב-2014 עם ג'ונתן וייסמן ועזרה להשיק את Editas Medicine ו-Caribou Biosciences כדי להעביר את הטכנולוגיה למרפאות. במרץ 2020 ה-IGI הסב את עצמו תוך שבועות למעבדת בדיקות קורונה אוטומטית ושחרר את הקניין הרוחני של ה-COVID-19 שלו כקוד פתוח. המכון המשיך להריץ את הניסוי הקליני הראשון ב-CRISPR שאושר על ידי ה-FDA למחלת אנמיה חרמשית.
מדוע ג'ניפר מכונה גאון
היכולת הייחודית של דאודנה היא ההכרה שסקרנות היא למעשה כלי. CRISPR נצפה על ידי אחרים; תפקודו כמערכת חיסון חיידקית פוענח על ידי מיקרוביולוגים; לשרפנטייה היה את החלק המכריע מהצד שלה. מה שדאודנה הביאה היה שני עשורים של חשיבה על RNA כמכונה תלת-ממדית ולא כמסר פסיבי, שזה בדיוק האימון שנתן לה לראות מכשיר חיתוך ניתן לתכנות במקום שבו מיקרוביולוג ראה מנגנון הגנה מעניין. ה-RNA המנחה היחיד, שקורס שתי מולקולות טבעיות לרכיב מהונדס אחד, הוא פישוט של מהנדס, וזה מה שהפך תופעה לטכנולוגיה שכל אחד יכול להשתמש בה.
טענת הנגד הכנה משמעותית והיא לא מתחמקת ממנה. פרס נובל חולק עם שרפנטייה, ואף אחת לא תטען למחברות בלעדית; ינק וצ'ילינסקי עשו חלק גדול מעבודת הספסל המכריעה; באנפילד סיפקה את השאלה; פנג ז'אנג וג'ורג' צ'רץ' הדגימו עריכת CRISPR בתאים אנושיים זמן קצר לאחר מכן, וסכסוך פטנטים ארוך עקב אחרי מי זכאי למה. CRISPR היה, יותר מרוב התגליות שזכו בפרס נובל, התכנסות, והצהרתה של דאודנה עצמה ביום הפרס אמרה זאת: הכבוד "מכיר בהיסטוריה של CRISPR ובסיפור השיתופי של רתימתו לטכנולוגיית הנדסה עוצמתית בצורה עמוקה". מה שייחודי לה הוא התובנה המבנית, ההחלטה להמשיך למשוך במוזרות חיידקית עלומה במשך ארבע שנים לפני שמישהו חשב שזה משנה, ואז הבחירה הלא שגרתית להוציא את תהילתה בוויכוח על ריסונים על המצאתה שלה.
מורשת
דאודנה מחזיקה בקתדרה של לי קא שינג במדעי הביו-רפואה והבריאות בברקלי, היא חוקרת במכון הרפואי הווארד יוז, מדענית סגל במעבדת ברקלי, חוקרת בכירה במכוני גלדסטון, ונשיאה ויו"ר הדירקטוריון של ה-IGI. לפני שטוקהולם היא זכתה בפרס פריצת הדרך במדעי החיים ב-2014, פרס גרובר בגנטיקה ופרס נסיכת אסטוריאס ב-2015, פרס לוריאל-אונסק"ו ופרס גיירדנר ב-2016, פרס יפן ב-2017 ופרס קבלי בננו-מדע ב-2018. שובר הקוד של וולטר אייזקסון הפך אותה לדמות ציבורית ב-2021. CRISPR משמש כעת למודל של מחלות אנושיות, גידול יבולים עמידים למחלות, הנעת גנים דרך אוכלוסיות יתושים וטיפול באנמיה חרמשית בחולים אנושיים. בבוקר הכרזת פרס נובל, כשנשאלה מה זה אומר ששתי נשים זכו בו, התשובה של דאודנה הייתה שתי מילים: "נשים שולטות".