CRISPR представляет собой инструмент для редактирования генов, разработанный на основе защитного механизма бактерий. С его помощью биологи научились вносить изменения в ДНК растений, животных и человека. Эта технология открывает широкие возможности для изменения генома и воздействия на эволюцию организмов.

В 1987 году японские ученые выявили в геноме бактерии Escherichia coli необычные повторяющиеся последовательности. Позже подобные структуры были обнаружены и в других бактериях и археях, получив название CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) — короткие палиндромные повторы, расположенные группами. До 2007 года это открытие не привлекало особого внимания, пока специалисты, изучающие стрептококки, не выяснили, что эти повторы являются частью иммунной защиты бактерий.

Для борьбы с вирусами бактерии производят особые ферменты. После поражения вируса они разрезают его генетический материал и сохраняют его фрагменты в CRISPR-последовательностях. При повторном заражении бактерия синтезирует белки Cas9, которые вместе с фрагментами вирусной ДНК распознают и разрезают новый вирус, предотвращая заражение.

В 2011 году исследовательницы Дженнифер Даудна и Эммануэль Шарпантье, изучая механизм CRISPR, обнаружили возможность создания искусственной РНК для белка Cas9. Такая РНК направляет Cas9 на определённые участки ДНК, позволяя разрезать геном в нужном месте. Этот подход одинаково эффективен для вирусов, растений и животных. Даудна и Шарпантье осознали, что технология позволяет не только удалять нежелательные гены, но и заменять их на любые другие в любом организме.

CRISPR имеет множество применений: от изучения функций генов и улучшения сельскохозяйственных культур до борьбы с наследственными заболеваниями. В перспективе возможно внесение наследуемых изменений в человеческий геном с целью снижения уязвимости к вирусным инфекциям, что может кардинально изменить человеческий вид. Вопросы о том, когда и как следует применять генное редактирование, становятся одними из важнейших в современном мире, особенно в условиях пандемии коронавируса и появления новых вирусов. Уже сегодня CRISPR используется для лечения рака, слепоты и серповидноклеточной анемии. В 2020 году Дженнифер Даудна и её команда начали изучать применение технологии в борьбе с коронавирусом.

Дженнифер Даудна является центральной фигурой книги, её имя прочно связано с исследованием CRISPR и вошло в историю науки. В 2020 году она вместе с Эммануэль Шарпантье была удостоена Нобелевской премии по химии за эти открытия.

Дженнифер Даудна родилась 19 февраля 1964 года в Вашингтоне. В возрасте семи лет семья переехала на Гавайи, в город Хило, где отец, профессор американской литературы, получил преподавательскую должность. В школе, куда она пошла в первый класс, большинство учеников были полинезийцами, которые воспринимали её как чуждого человека, часто игнорируя или дразня. Это состояние изоляции вызывало у неё страдания, но одновременно способствовало развитию внутренней стойкости и пробуждало интерес к более глубоким знаниям, чем обычные детские игры. Подобный опыт одиночества и самоанализа проходили многие выдающиеся творческие личности, включая Леонардо да Винчи, Альберта Эйнштейна и Стива Джобса. Дженнифер много читала и пыталась понять своё место в мире.

Со временем отношения с одноклассниками стали менее неприязненными, хотя она оставалась в стороне от их компании. Позже семья переехала в район с меньшим числом учеников в классе, где Дженнифер завела близкую подругу Лизу Хинкли. Вместе они исследовали природу, катаясь на велосипедах и изучая окрестности. Её привлекали математика и естественные науки, благодаря успехам в которых она смогла перейти в следующий класс.

Дженнифер и Лиза проводили целые дни в велопоходах, исследуя горные склоны, где встречались мох, грибы, пальмы и персиковые деревья. В пещерах обитали пауки без глаз, а особый интерес вызывала лиана хилахила, называемая “спящей травой” из-за сворачивающихся листьев при прикосновении. Эти наблюдения порождали у Дженнифер множество вопросов о природе.

Родители поддерживали её интерес к науке, дружили с профессором биологии Доном Хеммсом, с которым часто выходили на природу для изучения грибов. Хеммс показывал Дженнифер справочники и вместе с ней классифицировал морские раковины.

В школе Дженнифер играла в футбольной команде на позиции полузащитника, демонстрируя выносливость и физическую подготовку, превосходя других игроков.

Отец стремился развить у дочери любовь к чтению, подбирая книги, среди которых была биография Джеймса Уотсона «Двойная спираль». В ней рассказывалось о работе Уотсона и Фрэнсиса Крика над структурой ДНК, а также о Розалинде Франклин, женщине-ученом, что произвело на Дженнифер сильное впечатление. Эта книга помогла ей осознать реальность роли женщин в науке и углубить понимание биологических процессов, основанных на структуре химических молекул. Она поняла, что биологические функции живых организмов зависят от формы и структуры молекул, что изучается на стыке химии и биологии.

Дженнифер выбрала научную карьеру с целью понять устройство природы и воплотить свои открытия в практические изобретения.