Эмманюэль Шарпантье

Эмманюэль Шарпантье (фр. Emmanuelle Charpentier; род. 11 декабря 1968, Жювизи-сюр-Орж, Франция) — французский микробиолог, биохимик и генетик. Лауреат Нобелевской премии по химии 2020 года (совместно с Дженнифер Дудной) за разработку метода редактирования генома CRISPR/Cas9. Является директором Института исследований инфекционной биологии Общества Макса Планка (Берлин, Германия), а также почётным профессором Берлинского университета имени Гумбольдта. Член ряда национальных академий наук, включая Национальную академию наук США, Французскую академию наук и Леопольдину.

Биография

Ранние годы и образование

Эмманюэль Шарпантье родилась в 1968 году в пригороде Парижа. В детстве интересовалась естественными науками, особенно биологией. В 1987 году поступила в Университет Пьера и Марии Кюри (ныне факультет наук Сорбоннского университета), где изучала биохимию, микробиологию и генетику. В 1992 году получила диплом магистра, а в 1995 году защитила докторскую диссертацию (Ph.D.) в Институте Пастера, посвящённую механизмам регуляции генов у бактерий.

Научная карьера

После защиты диссертации Шарпантье проходила постдокторантуру в США: сначала в Рокфеллеровском университете (Нью-Йорк), затем в Медицинском центре Нью-Йоркского университета. В 2002 году вернулась во Францию, где возглавила исследовательскую группу в Институте Пастера. В 2006 году получила должность профессора в Университете Вены (Австрия), где сосредоточилась на изучении молекулярных механизмов бактериальных иммунных систем.

В 2013 году Шарпантье перешла в Университет Умео (Швеция), а в 2015 году стала директором Института исследований инфекционной биологии Общества Макса Планка в Берлине. В 2018 году ей также было присвоено звание почётного профессора Берлинского университета имени Гумбольдта.

Научные достижения

Открытие системы CRISPR/Cas9

Основным вкладом Шарпантье в науку стало открытие и функциональная характеристика системы CRISPR/Cas9 как инструмента для редактирования генома. В 2011 году, работая в Университете Вены, она обнаружила, что РНК-молекула tracrRNA (транс-активирующая CRISPR РНК) необходима для созревания crRNA (CRISPR РНК) и активации нуклеазы Cas9. Это открытие позволило понять, как бактерии используют систему CRISPR для защиты от вирусов.

В 2012 году Шарпантье совместно с американским биохимиком Дженнифер Дудной (Калифорнийский университет в Беркли) продемонстрировала, что комплекс Cas9 с двумя РНК (crRNA и tracrRNA) может быть запрограммирован на разрезание определённых участков ДНК. Учёные создали химерную одноцепочечную РНК (sgRNA), объединившую обе функции, что значительно упростило систему. Результаты были опубликованы в журнале Science в июне 2012 года.

Развитие метода редактирования генома

Открытие Шарпантье и Дудной легло в основу технологии CRISPR/Cas9, которая позволяет вносить точные изменения в геномы живых организмов. Метод включает три компонента:

• Нуклеаза Cas9, разрезающая ДНК.
• Направляющая РНК (sgRNA), задающая последовательность-мишень.
• Донорная ДНК (при необходимости) для вставки нового фрагмента.

Технология быстро нашла применение в фундаментальных исследованиях, сельском хозяйстве, биотехнологии и медицине. В 2015 году журнал Science назвал CRISPR/Cas9 «прорывом года», а в 2020 году Шарпантье и Дудна получили Нобелевскую премию по химии «за разработку метода редактирования генома».

Другие исследования

Помимо CRISPR, Шарпантье изучает механизмы патогенеза бактерий, в частности стрептококков (Streptococcus pyogenes), у которых была обнаружена система CRISPR/Cas9. Её работы также касаются регуляции экспрессии генов, молекулярных механизмов бактериальной инфекции и взаимодействия бактерий с иммунной системой хозяина.

Награды и признание

Эмманюэль Шарпантье удостоена многочисленных международных премий, включая:

• 2015: Премия принцессы Астурийской (совместно с Дженнифер Дудной).
• 2015: Премия за прорыв в области наук о жизни.
• 2016: Премия Японии (совместно с Дудной).
• 2017: Премия Вольфа по химии (совместно с Дудной).
• 2020: Нобелевская премия по химии (совместно с Дудной).

В 2015 году она была избрана членом Национальной академии наук США, а в 2016 году — членом Французской академии наук. В 2018 году получила орден «За заслуги перед Федеративной Республикой Германия» (степень командора).

Критика и этические аспекты

Разработка CRISPR/Cas9 вызвала дискуссии об этических границах редактирования генома человека. В 2018 году китайский учёный Хэ Цзянькуй объявил о рождении генетически модифицированных детей с отредактированным геном CCR5, что вызвало международный скандал. Шарпантье неоднократно высказывалась за осторожное применение технологии, подчёркивая необходимость строгих этических норм и регулирования. В 2015 году она участвовала в Международном саммите по редактированию генома человека, где были приняты рекомендации о временном моратории на редактирование зародышевой линии человека.

Личная жизнь

Эмманюэль Шарпантье не замужем, детей не имеет. В интервью она отмечала, что полностью посвящает себя науке. Свободное время проводит за чтением, игрой на фортепиано и путешествиями. Владеет французским, английским, немецким и шведским языками.

Источники

• Charpentier, E., & Doudna, J. A. (2012). A programmable dual-RNA–guided DNA endonuclease in adaptive bacterial immunity. Science, 337(6096), 816–821.
• Нобелевский комитет. (2020). The Nobel Prize in Chemistry 2020: Emmanuelle Charpentier, Jennifer A. Doudna.
• Институт исследований инфекционной биологии Общества Макса Планка. (2023). Emmanuelle Charpentier — Curriculum Vitae.
• Национальная академия наук США. (2015). Member Directory: Emmanuelle Charpentier.
• Французская академия наук. (2016). Élection de Mme Emmanuelle Charpentier.