1.3. A rekombináns DNS technika megjelenése

Az első, valódi rekombináns DNS molekulák létrehozása az 1972-ben történt meg. Paul Berg (1926-) elsőként dolgozott ki egy enzimekre épülő módszert, két, különböző eredetű DNS molekula (SV40 vírus és λ-fág) egyesítésére. A cirkuláris DNS molekulákat restrikciós endonukleázzal hasította. A lineáris DNS-t terminális dezoxiribonukleotid-transzferáz enzimmel kezelte, mely enzim a kétszálú DNS egyik szálát képes meghosszabbítani a szubsztrátként adott dNTP-kel. Csak egyféle monomert adva az enzim egyszálú, homopolimer „farkat” készít a DNS-en (pl. dATP esetén poli-A). A kétféle forrásból származó DNS molekulán így egymással komplementer (poli-A és poli-T) túlnyúló végeket tudott létrehozni, melyek Watson-Crick féle bázispárosodással felismerték egymást. A DNS láncok egyesítéséhez ezután DNS-polimerázt és DNS-ligázt használt. Munkásságát 1980-ban Nobel-díjjal jutalmazták.

Stanley Cohen (1935-) 1973-ban E. coli sejtek transzformációjára dolgozott ki hatékony eljárást, mellyel plazmidokat (extrakromoszomális, cirkuláris, kétszálú DNS molekulák, melyek önállóan replikálódnak) tudott bejuttatni a sejtekbe. A baktériumok a plazmidon található antibiotikum rezisztencia gén hatására ellenállóvá váltak az antibiotikummal szemben; annak jelenlétében is tudtak növekedni. Cohen a következő évben Herbert Boyer-rel (1936-) együttműködve létrehozott egy rekombináns plazmidot két másik plazmid restrikciós endonukleáz kezelés hatására létrejött darabjaiból. A fragmentumokat DNS-ligáz segítségével illesztették össze. Az új plazmiddal sikerült E. coli sejteket transzformálni, melyek mind a két kiindulási molekulától származó gént (antibiotikum rezisztencia) hordozták. Ezzel amellett, hogy rekombináns DNS-t hoztak létre, demonstrálták azt is, hogy a plazmidok vektorként (hordozó DNS) használhatók, vagyis más forrásból származó DNS darabok beléjük illeszthetők, majd stabilan fenntarthatók E. coli sejtekben, ahol a plazmid jelenlétére a rajta található antibiotikum rezisztencia gének segítségével lehet szelektálni. Herbert Boyer és Robert Swanson 1976-ban megalapították a Genentech nevű céget, mely a géntechnológiai ipar kezdetét jelentette. A Genentech a rekombináns DNS technika gyakorlati alkalmazását valósította meg. A legelső sikeres fejlesztés a humán inzulin hormon E. coli baktériumban történő termeltetése volt 1978-ban („Humulin” néven került forgalomba 1982-ben.)

1.9. ábra: Paul Berg, Herbert Boyer és Stanley Cohen

A rekombináns DNS technika megjelenése azonban a tudományos közvélemény jelentős részében aggodalmakat is keltett. Felismerték a különböző eredetű DNS molekulák összekapcsolásával létrehozható új vírusok illetve baktériumok veszélyeit. Az ilyen mesterségesen összeállított genommal rendelkező élőlények igen komoly humán egészségügyi kockázatot jelenthetnek. Emellett a laboratóriumból kikerülve előre meg nem jósolható hatásuk lehet más élőlényekre is. Paul Berg az első rekombináns DNS molekula létrehozójaként 1974-ben javasolta, hogy a veszélyekre való tekintettel egészen addig ne folytassanak kísérleteket rekombináns DNS-sel, amíg a megfelelő szabályozás és a biztonsági előírások meg nem születnek. A kérdés megvitatására 1975 februárjában megszervezte a híressé vált Asilomar-konferenciát. A kísérletek felfüggesztése (moratórium) végül 16 hónapig, a megfelelő biztonsági előírások és irányelvek kidolgozásáig tartott.