Jennifer Doudna - Jennifer Doudna

Jennifer Doudna
Jennifer Doudna em 2021 por Christopher Michel.jpg
Jennifer Doudna no Innovative Genomics Institute em 2021
Nascer
Jennifer Anne Doudna

( 1964-02-19 )19 de fevereiro de 1964 (57 anos)
Washington, DC, EUA
Educação Pomona College ( BA )
Harvard University (PhD)
Conhecido por
Cônjuge (s) Jamie Cate
Prêmios
Carreira científica
Campos Bioquímica
CRISPR -Cas
RNA biology
Edição de genes
Instituições University of Colorado Boulder
Yale University
University of California, Berkeley
Gladstone Institutes
University of California, San Francisco
Tese Rumo ao projeto de uma RNA replicase  (1989)
Orientador de doutorado Jack Szostak
Outros conselheiros acadêmicos Thomas Cech
Alunos de doutorado Rachel Haurwitz
Local na rede Internet

Jennifer Anne Doudna ForMemRS ( / d aʊ d n ə / , nascido 19 de fevereiro de 1964) é um americano bioquímico que tem trabalho pioneiro realizado na edição gene CRISPR , e fez outras contribuições fundamentais em bioquímica e genética. Ela recebeu o Prêmio Nobel de Química em 2020 , com Emmanuelle Charpentier , "pelo desenvolvimento de um método para edição de genoma". Ela é professora titular do Chanceler Li Ka Shing no Departamento de Química e no Departamento de Biologia Molecular e Celular da Universidade da Califórnia, Berkeley . Ela é investigadora do Howard Hughes Medical Institute desde 1997.

Doudna cresceu em Hilo , Havaí. Ela se formou no Pomona College em 1985 e obteve um Ph.D. da Harvard Medical School em 1989. Além de sua cátedra em Berkeley, ela também é presidente e presidente do conselho do Innovative Genomics Institute, uma cientista do Lawrence Berkeley National Laboratory , uma pesquisadora sênior do Gladstone Institutes e professora adjunta de farmacologia celular e molecular na University of California, San Francisco (UCSF). Em 2012, Doudna e Emmanuelle Charpentier foram os primeiros a propor que CRISPR- Cas9 (enzimas de bactérias que controlam a imunidade microbiana) pudesse ser usado para edição programável de genomas, o que tem sido considerado uma das descobertas mais significativas da história da biologia . Desde então, Doudna tem sido uma figura importante no que é conhecido como a " revolução CRISPR " por seu trabalho fundamental e liderança no desenvolvimento da edição de genoma mediada por CRISPR .

Dra. Jennifer Doudna, do Innovative Genomics Institute

Seus muitos outros prêmios de prestígio e bolsas incluem o prêmio Alan T. Waterman de 2000 por sua pesquisa sobre a estrutura determinada pela cristalografia de raios-X de uma ribozima e o Prêmio Revelação em Ciências da Vida de 2015 para tecnologia de edição de genoma CRISPR-Cas9, com Charpentier . Ela recebeu o Prêmio Gruber em Genética (2015), o Prêmio Tang (2016), o Prêmio Canada Gairdner International (2016) e o Prêmio Japão (2017).

Fora da comunidade científica, ela foi nomeada uma das pessoas mais influentes da Time 100 em 2015 (com Charpentier) e foi listada como vice-campeã na categoria Time Person of the Year em 2016 ao lado de outros pesquisadores do CRISPR. Em 2017, ela foi a autora principal de A Crack in Creation: Gene Editing and the Unthinkable Power to Control Evolution , um caso raro de relato em primeira pessoa de um grande avanço científico, destinado ao público em geral, publicado logo após a descoberta .

Infância e educação

Jennifer Doudna nasceu em 19 de fevereiro de 1964, em Washington, DC, como filha de Dorothy Jane (Williams) e Martin Kirk Doudna. Seu pai recebeu seu Ph.D. em literatura inglesa pela Universidade de Michigan , e sua mãe, uma mãe que fica em casa, fez um mestrado em educação. Quando Doudna tinha sete anos, a família mudou-se para o Havaí para que seu pai pudesse aceitar um cargo de professor de literatura americana na Universidade do Havaí em Hilo . A mãe de Doudna obteve um segundo mestrado em história asiática na universidade e ensinou história em uma faculdade comunitária local. Crescendo em Hilo, Havaí , Doudna era fascinado pela beleza ambiental da ilha e sua flora e fauna exóticas . A natureza construiu seu senso de curiosidade e seu desejo de compreender os mecanismos biológicos básicos da vida. Isso foi somado à atmosfera de busca intelectual que seus pais encorajavam em casa. Seu pai gostava de ler sobre ciência e enchia a casa com muitos livros sobre ciência popular . Quando Doudna estava na sexta série, ele deu a ela uma cópia do livro de James Watson de 1968 sobre a descoberta da estrutura do DNA, The Double Helix , que foi uma grande inspiração. Doudna também desenvolveu seu interesse por ciências e matemática na escola. Enquanto frequentava a Hilo High School , o interesse de Doudna pela ciência foi nutrido por sua professora de química do 10º ano, Jeanette Wong, a quem ela rotineiramente citou como uma influência significativa no despertar de sua nascente curiosidade científica. Uma conferencista visitante sobre células cancerosas encorajou ainda mais sua busca pela ciência como uma escolha de carreira. Ela passou um verão trabalhando na Universidade do Havaí no laboratório de Hilo do famoso micologista Don Hemmes e se formou na Hilo High School em 1981.

Doudna era estudante de graduação no Pomona College em Claremont, Califórnia , onde estudou bioquímica . Durante seu primeiro ano, enquanto fazia um curso de química geral, ela questionou sua própria capacidade de seguir carreira em ciências e considerou mudar seu curso de francês no segundo ano. No entanto, seu professor de francês sugeriu que ela continuasse com as ciências. Os professores de química Fred Grieman e Corwin Hansch em Pomona tiveram um grande impacto sobre ela. Ela começou sua primeira pesquisa científica no laboratório da professora Sharon Panasenko. Ela obteve seu diploma de Bacharel em Bioquímica em 1985. Ela escolheu Harvard Medical School para seu estudo de doutorado e obteve um PhD em Química Biológica e Farmacologia Molecular em 1989. Seu Ph.D. a dissertação foi sobre um sistema que aumentou a eficiência de um RNA catalítico auto-replicante e foi supervisionado por Jack W. Szostak .

Carreira e pesquisa

Após seu PhD, ela manteve bolsas de pesquisa em biologia molecular no Massachusetts General Hospital e em genética na Harvard Medical School. De 1991 a 1994, ela foi Lucille P. Markey Postdoctoral Scholar em Biomedical Science na University of Colorado Boulder , onde trabalhou com Thomas Cech .

Pesquisa sobre a estrutura e função da ribozima

No início de sua carreira científica, Doudna trabalhou para descobrir a estrutura e a função biológica das enzimas de RNA ou ribozimas . Enquanto estava no laboratório de Szostak, Doudna reprojetou o intron catalítico Tetrahymena Grupo I de auto-união em uma verdadeira ribozima catalítica que copiava modelos de RNA. Seu foco era a engenharia de ribozimas e a compreensão de seus mecanismos subjacentes; no entanto, ela percebeu que não ser capaz de ver os mecanismos moleculares das ribozimas era um grande problema. Doudna foi ao laboratório de Thomas Cech na Universidade de Colorado Boulder para cristalizar e determinar a estrutura tridimensional de uma ribozima pela primeira vez, para que a estrutura da ribozima pudesse ser comparada com a das Enzimas , as proteínas catalíticas . Ela começou este projeto no laboratório Cech em 1991 e o terminou na Universidade de Yale em 1996. Doudna ingressou no Departamento de Biofísica Molecular e Bioquímica de Yale como professora assistente em 1994.

Dr. Retrato de Jennifer Doudna por Christopher Michel para as Academias Nacionais

Estrutura baseada em difração de raios-X do sítio ativo de uma ribozima em Yale

Forma de um íntron autossplicável com dois exons (mostrado em vermelho e azul). DS Goodsell, 2005, PDB

Em Yale, o grupo de Doudna conseguiu cristalizar e resolver a estrutura tridimensional do núcleo catalítico da ribozima do Grupo I da Tetrahymena . Eles mostraram que um núcleo de cinco íons de magnésio agrupados em uma região do domínio P4-P6 da ribozima, formando um núcleo hidrofóbico em torno do qual o resto da estrutura poderia se dobrar. Isso é análogo, mas quimicamente distinto, do modo como as proteínas normalmente têm um núcleo de aminoácidos hidrofóbicos. Seu grupo cristalizou outras ribozimas, incluindo a ribozima do vírus da hepatite delta . Este trabalho inicial para resolver grandes estruturas de RNA levou a mais estudos estruturais sobre um sítio de entrada de ribossomo interno ( IRES ) e complexos de proteína-RNA, como a Partícula de Reconhecimento de Sinal .

Doudna foi promovida à posição de Professor Henry Ford II de Biofísica Molecular e Bioquímica em Yale em 2000. Em 2000–2001, ela foi Professora Visitante de Química de Robert Burns Woodward na Universidade de Harvard .

Mude-se para Berkeley

Vídeo externo
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ícone de vídeo "CRISPR Biology and Biotechnology: The Future of Genome Editing" , Jennifer Doudna profere a 29ª Conferência de Assuntos Públicos Ullyot , Instituto de História da Ciência

Em 2002, ela se juntou ao marido, Jamie Cate, em Berkeley , aceitando o cargo de professora de bioquímica e biologia molecular. Doudna também obteve acesso ao síncrotron no Lawrence Berkeley National Laboratory para seus experimentos com difração de raios-X de alta potência.

Em 2009, ela tirou uma licença de Berkeley para trabalhar na Genentech para liderar pesquisas de descoberta. Ela deixou a Genentech depois de dois meses e voltou para Berkeley com a ajuda do colega Michael Marletta , cancelando todas as suas obrigações de estudar o CRISPR .

Em 2020, Doudna estava localizada na University of California, Berkeley, onde dirige o Innovative Genomics Institute, uma colaboração entre Berkeley e a UCSF ; possui o cargo de professor do Chanceler Li Ka Shing em Biomedicina e Saúde; e é presidente do Comitê Assessor de Biologia do Chanceler. Seu laboratório agora se concentra em obter uma compreensão mecanicista dos processos biológicos que envolvem o RNA. Este trabalho está dividido em três grandes áreas: o sistema CRISPR , a interferência de RNA e o controle translacional via MicroRNAs .

Descoberta de edição do genoma CRISPR-Cas9

Doudna foi apresentada ao CRISPR por Jillian Banfield em 2006, que encontrou Doudna por meio de uma pesquisa no Google, depois de digitar "RNAi e UC Berkeley" em seu navegador, e o nome de Doudna apareceu no topo da lista. Em 2012, Doudna e seus colegas fizeram uma nova descoberta que reduz o tempo e o trabalho necessários para editar o DNA genômico. A descoberta se baseia em uma proteína chamada Cas9 encontrada no sistema imunológico "CRISPR" da bactéria Streptococcus que coopera com o RNA guia e funciona como uma tesoura. A proteína ataca sua presa, o DNA dos vírus, e a corta, evitando que infecte a bactéria. Este sistema foi descoberto pela primeira vez por Yoshizumi Ishino e colegas em 1987 e mais tarde caracterizado por Francisco Mojica , mas Doudna e Emmanuelle Charpentier mostraram pela primeira vez que poderiam usar diferentes RNAs para programá-lo para cortar e editar diferentes DNAs.

À medida que o CRISPR se torna cada vez mais usado para editar organismos multicelulares, Doudna continua a ser chamado para servir como um líder de pensamento na ética de mudar a função de um organismo usando a tecnologia CRISPR. Desde então, sua descoberta foi desenvolvida por muitos grupos de pesquisa para aplicações que vão desde biologia celular fundamental, pesquisa de plantas e animais até tratamentos para doenças, incluindo anemia falciforme , fibrose cística , doença de Huntington e HIV. Doudna e vários outros biólogos importantes pediram uma moratória mundial em qualquer aplicação clínica de edição de genes usando CRISPR . Doudna apóia o uso de CRISPR na edição de genes somáticos, alterações de genes que não são passadas para a próxima geração, mas não na edição de genes da linha germinativa.

Complexo CRISPR-Cas9

O sistema CRISPR criou uma nova maneira simples de editar DNA e houve uma corrida para patentear a técnica. Os colaboradores de Doudna e da UC Berkeley solicitaram uma patente, assim como um grupo do Broad Institute afiliado ao Massachusetts Institute of Technology e Harvard. Feng Zhang , do Broad Institute, mostrou que o CRISPR-Cas9 pode editar genes em células humanas cultivadas poucos meses depois que Doudna e Charpentier publicaram seu método. Antes que o pedido de patente da UC Berkeley fosse decidido, uma patente foi concedida aos investigadores da Broad e a UC Berkeley entrou com um processo contra a decisão. Em 2017, o tribunal decidiu a favor do Broad Institute, que alegou que eles haviam iniciado a pesquisa mais cedo e a haviam aplicado primeiro à engenharia de células humanas, apoiando assim a edição em células humanas com evidências, mas que o grupo da UC Berkeley apenas sugeriu esta aplicação . A UC Berkeley apelou com base no fato de ter claramente discutido e explicado como fazer a aplicação que o Broad havia buscado. Em setembro de 2018, o tribunal de apelações decidiu a favor da patente do Broad Institute. Enquanto isso, a patente da UC Berkeley e dos co-requerentes para cobrir a técnica geral também foi concedida. Para obscurecer ainda mais a questão, na Europa, a alegação do Broad Institute, de ter iniciado a pesquisa primeiro, foi rejeitada. A rejeição foi devido a uma falha de procedimento no pedido envolvendo um grupo diferente de pessoas listadas no processo e no pedido de patente, levando à especulação de que o grupo da UC Berkeley prevaleceria na Europa. Doudna cofundou a Caribou Biosciences, uma empresa para comercializar a tecnologia CRISPR, em 2011. Em setembro de 2013, Doudna cofundou a Editas Medicine com Zhang e outros, apesar de suas batalhas jurídicas, mas ela saiu em junho de 2014; Charpentier então a convidou para ingressar na CRISPR Therapeutics , mas ela recusou após a experiência de "divórcio" na Editas. Doudna também é cofundadora da Intellia Therapeutics e Scribe Therapeutics da Caribou , que foi a pioneira do CasX, um Cas9 mais compacto e de última geração que pode cortar DNA com eficiência.

Além da descoberta do CRISPR, Doudna descobriu que o vírus da hepatite C utiliza uma estratégia incomum para sintetizar proteínas virais. Este trabalho pode levar a novos medicamentos para interromper as infecções sem causar danos aos tecidos do corpo.

Mammoth Biosciences

Em 2017, Doudna foi cofundador da Mammoth Biosciences , uma startup de tecnologia de bioengenharia com sede em San Francisco. O financiamento inicial arrecadou US $ 23 milhões, com uma rodada de financiamento da série B em 2020 levantando US $ 45 milhões. O negócio está focado em melhorar o acesso a testes de sensor biológico que abordam "desafios em saúde, agricultura, monitoramento ambiental, biodefesa e muito mais."

Resposta COVID-19

A partir de março de 2020, Doudna organizou um esforço para usar tecnologias baseadas em CRISPR para lidar com a pandemia COVID-19 junto com Dave Savage, Robert Tjian e outros colegas do Innovative Genomics Institute (IGI), onde criaram um centro de testes. Este centro processa mais de 1.000 amostras de pacientes por dia. Mammoth Biosciences anunciou uma validação revisada por pares de um diagnóstico COVID-19 rápido e baseado em CRISPR, que é mais rápido e menos caro do que os testes baseados em qRT-PCR .

Em 2021, Doudna tinha um índice h de 136 de acordo com o Google Scholar e de 105 de acordo com a Scopus .

Vida pessoal

O primeiro casamento de Doudna foi em 1988 com um colega estudante de graduação em Harvard chamado Tom Griffin, mas seus interesses eram mais amplos e menos focados em pesquisa do que os dela e eles se divorciaram alguns anos depois. Griffin queria se mudar para Boulder, Colorado , onde Doudna também estava interessado em trabalhar com Thomas Cech . Como pesquisador de pós-doutorado na Universidade do Colorado, Doudna conheceu Jamie Cate, então um estudante de graduação; eles trabalharam juntos no projeto para cristalizar e determinar a estrutura da região catalítica P4-P6 do íntron Tetrahymena Grupo I. Doudna trouxe Cate com ela para Yale, e eles se casaram no Havaí em 2000. Cate mais tarde se tornou professora no Instituto de Tecnologia de Massachusetts e Doudna o seguiu para Boston em Harvard, mas em 2002 os dois aceitaram cargos em Berkeley e se mudaram para lá juntos ; Cate preferia o ambiente menos formal na Costa Oeste de suas experiências anteriores na Universidade da Califórnia, Santa Cruz e no Laboratório Nacional Lawrence Berkeley , e Doudna gostou do fato de Berkeley ser uma universidade pública . Atualmente, Cate é professor de Berkeley e trabalha na edição de genes da levedura para aumentar a fermentação da celulose para a produção de biocombustíveis. Doudna e Cate têm um filho nascido em 2002 que agora frequenta a Universidade da Califórnia, Berkeley, e está estudando Engenharia Elétrica e Ciência da Computação.

Premios e honras

Artigo principal: Lista de prêmios e homenagens recebidos por Jennifer Doudna

Doudna foi Searle Scholar e recebeu o prêmio Beckman Young Investigators em 1996 . Em 2000, ela recebeu o prêmio Alan T. Waterman , a maior homenagem da National Science Foundation que anualmente reconhece um pesquisador de destaque com menos de 35 anos, por sua determinação da estrutura de uma ribozima . Em 2001, ela recebeu o Prêmio Eli Lilly em Química Biológica da American Chemical Society .

Em 2015, junto com Emmanuelle Charpentier , ela recebeu o Prêmio Revelação em Ciências da Vida por suas contribuições para a tecnologia de edição de genoma CRISPR / Cas9. Em 2016, junto com Charpentier, Feng Zhang , Philippe Horvath e Rodolphe Barrangou , ela recebeu o Canada Gairdner International Award . Ainda em 2016, recebeu o Prêmio Heineken de Bioquímica e Biofísica. Ela também recebeu o Prêmio Gruber em Genética (2015), o Prêmio Tang (2016), o Prêmio Japão (2017) e o Prêmio Albany Medical Center (2017). Em 2018, Doudna recebeu o Prêmio NAS em Ciências Químicas , o Prêmio Pearl Meister Greengard da Universidade Rockefeller e uma Medalha de Honra da American Cancer Society . Em 2019 recebeu o Prêmio Harvey do Technion / Israel para o ano de 2018 (juntamente com Emmanuelle Charpentier e Feng Zhang ) e o Prêmio LUI Che Woo na categoria Melhoria do Bem-Estar. Em 2020, recebeu o Prêmio Wolf de Medicina (em parceria com Emmanuelle Charpentier ). Também em 2020, Doudna e Charpentier receberam o Prêmio Nobel de Química "pelo desenvolvimento de um método de edição de genoma".

Foi eleita para a Academia Nacional de Ciências em 2002, a Academia Americana de Artes e Ciências em 2003, a Academia Nacional de Medicina em 2010 e a Academia Nacional de Inventores em 2014. Em 2015, juntamente com Charpentier, tornou-se bolseira de a Academia Americana de Microbiologia . Ela foi eleita Membro Estrangeiro da Royal Society (ForMemRS) em 2016. Em 2017, Doudna foi premiada com o Golden Plate Award da American Academy of Achievement . Em 2020, ela recebeu uma bolsa Guggenheim . Em 2021, o Papa Francisco nomeou Doudna, e duas outras mulheres ganhadoras do Prêmio Nobel, Donna Strickland e Emmanuelle Charpentier, para a Pontifícia Academia de Ciências .

Referências

Bibliografia

links externos