ジェニファー・ダウドナ：生命のコードを書き換える
彼女がハワイ州ヒロで小学6年生だったとき、父親がベッドにジェームズ・ワトソンの『二重らせん』のペーパーバックを置いていきました。彼女は探偵小説だと思ってそれを読みましたが、その通りでした。しかし、彼女の心に残ったのはロザリンド・フランクリンのことでした。「その時初めて、女性も偉大な科学者になれるのだということが心に響きました」と彼女は後に書いています。彼女の高校の進路指導カウンセラーは、女の子は化学などしないものだと忠告しました。2020年10月、彼女とエマニュエル・シャルパンティエは、科学分野でノーベル賞を共同受賞した最初の2人の女性となりました。
ビッグアイランドの異邦人
ジェニファー・アン・ダウドナは1964年2月19日にワシントンD.C.で生まれ、3人姉妹の長女でした。父マーティンは国防総省の代筆者、母ドロシーはコミュニティカレッジで教えていました。1971年、ジェニファーが7歳のとき、家族はハワイのビッグアイランドにあるヒロに移り住みました。
彼女は「ハオレ」（非ネイティブ）であり、学校では孤独でした。彼女は読書をしたり、風景の中を歩き回ったり、ハイキングをしたり、島の洞窟を探検したりすることでそれに応えました。彼女は島を「生物多様性の豊かなパレット」を提供してくれる場所だと表現しています。孤独と周囲の環境は、どちらか一方だけでは成し得なかったことを行いました。それは、孤独な子供を博物学者に変えたのです。
ポモナ、ハーバード、そしてRNAの世界
進路指導カウンセラーを無視して、彼女は1981年にポモナ・カレッジに入学し、1985年に化学のトップ学生として卒業しました。ドン・ヘムズの研究室でパパイヤの真菌感染症を研究した夏は、彼女に「科学的発見のスリルを初めて味わわせてくれた」と語っています。
彼女はジャック・ショスタクの下でハーバード・メディカル・スクールで博士号を取得し、自己複製するRNA分子に取り組んでいました。これは生命そのものの起源を解明するための研究でした。彼らの1989年の『ネイチャー』誌の論文は、RNAによって触媒される相補鎖RNAの合成を実証しました。1991年、彼女はコロラド大学に移り、RNAが酵素として作用することを示してノーベル賞を受賞したトム・チェックと共に働き、フランクリンがDNAで使用した技術であるX線結晶構造解析を学びました。
イェール大学と酵素の形状
ダウドナは1994年にイェール大学の助教授になりました。そこで、後に彼女の夫となる大学院生ジェイミー・ケイトと共に、自己スプライシングRNA酵素の最初の詳細な原子構造を決定しました。彼らの1996年の『サイエンス』誌の論文は画期的なものと見なされています。それは、RNAがタンパク質のように複雑な三次元機械に折りたたまれることを示し、CRISPRの15年前に、この分野の主要な構造生物学者の一人としてのダウドナの地位を確立しました。
2002年、彼女とケイトは共にカリフォルニア大学バークレー校に移り、化学学部の教授およびローレンス・バークレー国立研究所の教員科学者となりました。彼らは2000年に結婚し、2002年に息子のドリューが生まれました。
バークレーでの一杯のお茶
2002年のSARSの流行は、彼女をRNA干渉（小さなRNA分子が遺伝子を沈黙させるメカニズム）へと駆り立てました。しかし、決定的な動きは、ある見知らぬ人からもたらされました。微生物学者のジリアン・バンフィールドがGoogle検索でダウドナの研究を見つけ、話を持ちかけたのです。バークレーのカフェでお茶を飲みながら、バンフィールドは、CRISPRと名付けられた、細菌ゲノムに見られる奇妙な繰り返し配列について説明しました。それらにはウイルスDNAの断片が散在していましたが、誰もその機能を知りませんでした。バンフィールドは、それがRNA干渉によって機能しているのではないかと疑問を投げかけました。
ダウドナはその糸をたどり始めました。2008年までに、彼女のグループはバークレーで初の国際CRISPR会議を開催しました。当時、この分野は会議室に収まるほど小規模でした。
2012年6月
2011年にプエルトリコで開催された微生物学の会議で、彼女はエマニュエル・シャルパンティエに出会いました。シャルパンティエは細菌側から同じシステムに取り組んでおり、その機能に不可欠な2番目のRNA分子であるtracrRNAを特定していました。彼らは共同研究に同意しました。ダウドナの研究室のマーティン・ジネックとシャルパンティエの研究室のクシシュトフ・チリンスキと共に働き、両グループは、Cas9タンパク質がRNAによって特定のDNA配列に誘導され、両方の鎖を切断することを発見しました。さらに重要なことに、彼らは2つの天然RNAを1つの設計された単一ガイドRNAに融合できること、そしてその配列を変更することで、実験者が選んだあらゆるターゲットにCas9を送れることを示しました。
「適応型細菌免疫におけるプログラム可能な二重RNA誘導DNAエンドヌクレアーゼ」という論文は、2012年6月28日に『サイエンス』誌のオンライン版に掲載されました。かつては不明瞭な細菌の免疫システムだったものが、イノベーティブ・ゲノミクス・インスティテュートの言葉を借りれば、「科学者が人間細胞を含むあらゆる生物のDNA（生命のコード）を前例のない効率と精度で書き換えることを可能にする」ツールになりました。ダウドナは、その時期を「純粋な喜び」の期間だったと述べています。
彼女自身が作り出した倫理的問題
彼女は、自分が解き放つのを手助けしたものが何であるかについて、ほぼ即座に懸念を抱き始めました。2015年、彼女は公然とヒト生殖細胞系列の編集に対する一時停止を求め、ガイドラインを作成するためにナパバレーに20人の研究者を招集し、同年12月にはヒト遺伝子編集に関する国際サミットを共同開催しました。彼女は2017年にサミュエル・スターンバーグと共に『A Crack in Creation』を共著し、この議論を一般の読者に伝えました。2018年に中国の科学者が遺伝子編集された赤ちゃんの誕生を発表したとき、ダウドナは国際規制を強く求め、米国の議員たちに働きかけました。
彼女は2014年にジョナサン・ワイスマンと共にイノベーティブ・ゲノミクス・インスティテュートを設立し、Editas MedicineやCaribou Biosciencesを立ち上げて、この技術を臨床現場へ届ける手助けをしました。2020年3月、IGIはわずか数週間で自動コロナウイルス検査ラボへと姿を変え、COVID-19関連の知的財産をオープンソースとして公開しました。同研究所はその後、鎌状赤血球症に対するFDA承認済みの初のCRISPR臨床試験を実施しました。
ジェニファーが天才と呼ばれる理由
ダウドナの卓越した能力は、好奇心こそが実際にはツールであることを認識する点にあります。CRISPRは他の人々によっても観察されており、細菌の免疫システムとしての機能は微生物学者によって解明されつつあり、シャルパンティエは重要なピースを彼女の側から提供していました。ダウドナがもたらしたのは、RNAを静的なメッセージではなく三次元機械として考える20年間の思考であり、それこそが、微生物学者が興味深い防御メカニズムと見たものの中に、プログラム可能な切断装置を見出すことを可能にした訓練そのものでした。2つの天然分子を1つの設計されたコンポーネントに統合した単一ガイドRNAは、エンジニアの簡素化であり、現象を誰もが使える技術に変えたものなのです。
正直な反論も存在し、彼女はそれを回避していません。ノーベル賞はシャルパンティエと共有され、どちらも唯一の著者権を主張することはありませんでした。ジネックとチリンスキは決定的なベンチワークの多くを行い、バンフィールドは問いを提供しました。フェン・チャンとジョージ・チャーチは、その直後にヒト細胞でのCRISPR編集を実証し、誰が権利を持つかという長い特許紛争が続きました。CRISPRは、多くのノーベル賞受賞の発見以上に収束的なものであり、授賞式当日のダウドナ自身の声明もその通りでした。この栄誉は「CRISPRの歴史と、それを非常に強力な工学的技術へと活用してきた共同の物語を称えるもの」です。彼女独自の功績は、構造的な洞察、誰もそれが重要だと思っていなかった4年間、不明瞭な細菌の奇妙な現象を追求し続けるという決断、そしてその後、自らの発明に対して抑制を求めるために名声を使うという異例の選択にあります。
レガシー
ダウドナはバークレー校でリー・カシン記念生物医学・保健科学冠教授を務め、ハワード・ヒューズ医学研究所の研究員、バークレー研究所の教員科学者、グラッドストーン研究所の上級研究員、そしてIGIの会長および理事長を務めています。ストックホルム以前には、2014年にライフサイエンス分野のブレイクスルー賞、2015年にグルーバー遺伝学賞とアストゥリアス皇太子賞、2016年にロレアル・ユネスコ女性科学賞とガードナー国際賞、2017年に日本国際賞、2018年にカヴリ賞ナノサイエンス部門を受賞しました。ウォルター・アイザックソンの『コード・ブレイカー』は、2021年に彼女を公的な人物にしました。CRISPRは現在、ヒトの疾患モデル化、病気耐性のある作物の育成、蚊の個体群への遺伝子駆動、そしてヒト患者の鎌状赤血球症の治療に使用されています。ノーベル賞発表の朝、2人の女性が受賞したことの意味を問われた際、ダウドナの回答は2つの単語でした。「女性は最高（Women rock）」
