A hírvivő

Korának egyik legnagyobb könyvsikere volt James D. Watson angolul 1968-ban, magyarul 1972-ben megjelent kötete, A kettős spirál (The Double Helix), alcíme szerint személyes beszámoló a DNS szerkezetének fölfedezéséről. A remek stílusban és megejtő őszinteséggel megírt könyv a huszadik század egyik legnagyobb tudományos szenzációjáról szól, arról a folyamatról, ahogy az akkor 25 éves (!) cambridge-i tudósnak társával, Francis Crickkel sikerült az élet kódjának is nevezhető DNS, teljes nevén a dezoxiribonukleinsav szerkezetének azonosítása. Watson még nem volt 35 éves, amikor a fölfedezéséért 1962-ben több más kutatótársával együtt megkapta a Nobel-díjat.

A DNS kettősspirál-modelljének megalkotásával ugyanis fény derült arra, hogy az öröklés során az élőlények miként adják át az élet fenntartásához szükséges információkat az utódaiknak. Mint tudjuk, néhány primitív szervezetet leszámítva minden új élet egy nő- és egy hímivarsejt egyesüléséből keletkezik. Azt már korábban is tudták a tudósok, hogy az élőlény teste a megtermékenyült nőivarsejt osztódásával sokasodik meg. A sejt először megkettőződik, majd a két új sejt néggyé osztódik, azok nyolccá és így tovább. A kérdés az volt, hogy az új sejtek honnan tudják, milyenné kell tovább osztódniuk, hogy az elefántivarsejtből elefánt, a rozmaringivarsejtből rozmaring, az emberi ivarsejtből ember legyen az összes részletekkel, hasonlóságokkal és különbözőségekkel.

Ezt a tudást a minden sejtben megtalálható nukleinsav-molekula, a DNS hordozza. E molekulát úgy képzelhetjük el, mint egy nagyon hosszú és a hossztengelye körül megcsavarodott létrát, amelyet rengeteg különböző minőségű fok köt össze. A fokok azok az egységek, amelyek az adott élőlény fölépüléséhez és működéséhez szükséges információk egy-egy darabját tartalmazzák, ráadásul duplán, így két egymással szemben lévő azonos lánc jön létre. Az egész DNS együtt mintegy az adott lény életének kódját tartalmazza. Amikor a sejt osztódik, a létra a hossztengelye mentén kettéválik, és a két új sejtbe mindkét szál viszi magával a fokok felét. Ez a fél létra is a teljes kódállományt tartalmazza, így képessé válik arra, hogy az új sejtben maga mellé növessze, mintegy replikálja a másik felét. Ezáltal újra előáll a teljes DNS, készen az újabb osztódásra és reprodukcióra.

Nem könnyű még csak belegondolni sem, milyen hihetetlen mennyiségű információ hordozására kell képesnek lennie ennek a látszólag egyszerű szerkezetnek. Az ivarsejt egyetlen DNS-ében benne kell lennie minden tudásnak a testünk teljes fölépítéséről a fogantatástól az életünk végéig, ideértve az alig felfoghatóan bonyolult agyat is, ráadásul az utódláshoz szükséges információnak is ott kell lennie, egyszerre őrizve a sokféleség lehetőségét és a generációk sorának állandóságát is. Watsonék fölfedezése okkal nyűgözte le a világot, és kevés Nobel-díj jutott méltóbbakhoz, mint ez.

A DNS természetesen nemcsak a sejtszaporodáshoz, a növekedéshez hordoz információkat, hanem a folyamatos működéshez is. Az információk továbbadására egy másik molekula szolgál, a kódot olvasni és továbbadni képes úgynevezett hírvivő ribonukleinsav, idegen szóval messenger RNS, rövidítve mRNS. Ha például a szervezetet vírus támadja meg, a DNS-ben tárolt parancsokat az mRNS olvassa le a DNS-ről és viszi el bizonyos fehérjesejteknek, hogy annak alapján fölvegyék a harcot a támadóval.

Mindezt ma már tudjuk, a mechanizmusokat a tudomány jól ismeri. Egyre többeket foglalkoztató kérdés, hogy nem lehetne-e ebbe a rendszerbe kívülről olyankor beavatkozni, amikor a DNS hibás információkat hordoz, és például olyan parancsokat ad egyes fehérjéknek, hogy rákos növekedésnek induljanak. Az ilyen kutatások a génterápia körébe tartoznak, de itt a legtöbb kérdés egyelőre megválaszolatlan.

Ahogy azt nemrég Krausz Ferenc is megfogalmazta, a tudományos kutatás sarokpontja a jó kérdésföltevés. Karikó Katalin kérdése már a pályája elején az volt, hogy vajon az mRNS-t nem lehetne-e fölhasználni arra, hogy olyan utasításokat vigyünk be a szervezetbe, amelyek segítenek legyőzni a különböző betegségeket, például a rákot. Évtizedeket töltött ennek a kérdésnek a megválaszolásával, de sokáig nem járt eredménnyel. Az élő szervezet ugyanis a DNS-ben hordozott információk alapján védekező mechanizmusokat, úgynevezett immunreakciókat működtet mindenféle külső behatolással szemben, és ez az ő kísérletei során is bekövetkezett.

Karikó Katalin azonban a munkatársával, Drew Weissmannal elméleti szinten 2005-re megoldotta a problémát, és attól kezdve a gyakorlati megvalósításon dolgozott. Szerencsés véletlen, hogy 2020-ban, amikor az egész tudományos világ a SARS-CoV-2 vírus ellenszerét kereste, a Karikó-féle technológia már lényegében készen állt az alkalmazásra. A feladat csupán annyi volt, hogy tömeges mennyiségben olyan speciális mRNS-t állítsanak elő, amely konkrétan a koronavírussal szembeszállni képes fehérjék szervezeten belüli előállítását indítja be.

Fontos megérteni, hogy a Karikó kutatásai alapján előállított vakcina nem maga pusztítja el a vírust, csupán hozzásegíti a szervezetet ahhoz, hogy a saját védekező mechanizmusait mozgósítsa. Igaz, hogy a fölfedezést ez a fölhasználási lehetőség tette világhírűvé, de a tudományos elismerés nem a vakcinának szól, hanem alapvetően annak a 2005-ben publikált kutatási eredménynek, amelynek helytállóságát több mint másfél évtized gyakorlata bizonyította. A döntésben valószínűleg az a hihetetlen kitartás is szerepet játszott, amellyel Karikó Katalin minden nehézséggel dacolva sikerre vitte az elgondolását, példát mutatva arra, hogy a tehetség és a kitartó munka némi szerencsével párosulva bárkiből, akár egy szolnoki hentes és egy könyvelő lányából is világhírű tudóst teremthet.