Buenas ammucurios@s, hoy tenemos a una científica sin igual, ella es, Emmanuelle Charpentier que es microbióloga y bioquímica, por si con una de las dos no era suficiente. En el año de la gran pandemia del COVID19 fue galardonada con el Premio Nobel de química porque su método de edición genética ayudó mucho al proceso de las vacunas. Pero, no lo hizo sola, lo hizo con la ayuda de otra gran científica y bioquímica Jennifer Doudna. En este artículo conocemos a ambas.
¿Quién es Emmanuelle Charpentier?
Emmanuelle Charpentier nació en Juvisy-sur-Orge, Francia el 11 de diciembre de 1968, y es una microbióloga y bioquímica francesa.
Investigación
Estudió bioquímica, microbiología y genética en
la Universidad Pierre y Marie Curie (UPMC) en París. En 1995
realizó su doctorado en el Instituto Pasteur. Posteriormente, se
trasladó a los Estados Unidos, trabajando en diversas universidades y
hospitales, como la Universidad Rockefeller, el Centro Médico
Langone de la Universidad de Nueva York, el Instituto Skirball
de Medicina Biomolecular, también estuvo en Nueva York, y el Hospital
de Investigación Infantil St. Jude, en Memphis. Tras cinco años, regresó a
Europa, primero a Viena y más tarde a la Universidad de
Umeå en Suecia, donde obtuvo la plaza de directora de investigación
del Molecular Infection Medicine Sweden (MIMS) y es profesora
visitante en el Centro Umeå para Investigación Microbiana (UCMR). En
2013, fue nombrada profesora en el Helmholtz Centre for Infection
Research en Braunschweig y una cátedra Alexander von
Humboldt en la Escuela de Medicina de Hannover (MHH, Alemania).
En 2015, Charpentier aceptó la oferta de la Sociedad
Max Planck para el puesto de directora del Instituto Max Planck de
Biología de la Infección en Berlín, manteniendo su plaza de profesor
visitante en la Universidad de Umeå.
Desde 2018, es la directora fundadora de la Unidad de
Investigación Max Planck para la Ciencia de los Patógenos.
Emmanuelle es conocida por su papel en descifrar los
mecanismos moleculares del sistema inmunológico
bacteriano CRISPR-Cas9 (clustered regularly interspaced short
palindromic repeats) y su aplicación como herramienta en ingeniería
genética. En colaboración con el laboratorio de Jennifer Doudna, el
laboratorio de Charpentier descubrió como Cas9 podría ser usado para
hacer cortes en cualquier secuencia deseada de un genoma e insertar,
suprimir o modificar ADN. El método que desarrollaron implicaba la
combinación de Cas9 con moléculas sintéticas de «ARN guía» de fácil creación.
Investigadores de todo el mundo utilizan este método para manipular de forma
eficaz ADN de plantas, animales y líneas celulares de laboratorio.
Desde los primeros meses de 2015 tanto Charpentier como
Doudna mantienen un litigio de patentes con el bioquímico Feng Zhang,
aunque realmente se trata de una polémica entre las instituciones donde
trabajan los litigantes: el Instituto Tecnológico de
Massachusetts (MIT), donde trabaja F. Zhang y la Universidad de
California en Berkeley, lugar de trabajo de Doudna. Ambas instituciones piensan
que hay mucho prestigio y dinero en juego.
Premios y legado
Su historia, la llevó a que, en 2013, Charpentier
cofundó CRISPR Therapeutics y ERS Genomics junto con Shaun Foy y
Rodger Novak. Además, le ha llevado a tener muchos premios y reconocimientos.
- 2011 – Premio
Fernström para científicos jóvenes y prometedores
- 2014 – Premio Göran
Gustafsson
- 2014 – Premio Dr.
Paul Janssen de Investigación Biomédica (compartido con Jennifer
Doudna)
- 2014 – Premio Jacob
Heskel Gabbay (compartido con Feng Zhang y Jennifer Doudna)
- 2014 – Premio
Breakthrough de Ciencias de la Vida (compartido con Jennifer Doudna)
- 2015 – Premio de la
Sociedad Internacional de Tecnologías Transgénicas (compartido con Jennifer Doudna)
- 2015 – Premio
Louis-Jeantet de Medicina
- 2015 – Time 100:
Pioneros (compartido con Jennifer Doudna)
- 2015 – Premio Ernst
Jung de Medicina
- 2015 – Premio
Princesa de Asturias de Investigación Científica y
Técnica (compartido con Jennifer Doudna)
- 2015 – Premio Gruber
de Genética (compartido con Jennifer Doudna)
- 2015 – Premio Umeå
University Jubilee: The MIMS Excellence by Choice Programme
- 2015 – Medalla Carus,
de la Academia de Ciencias Leopoldina
- 2016 – Premio
Fundación BBVA Fronteras del Conocimiento en la categoría de
Biomedicina junto a Jennifer Doudna y Francisco M. Mojica
- 2020 – Premio Wolf en
Medicina junto con Jennifer Doudna.
- 2020 - Premio Nobel
de Química en conjunto con Jennifer Doudna
¿Quién es Jennifer Doudna?
Jennifer Anne Doudna nacida en
Washington D. C., el 19 de febrero de 1964es
una bioquímica estadounidense, catedrática de Química y Biología
celular y molecular en la Universidad de California, Berkeley.
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Imagen 2. Jennifer Doudna.
Jennifer Doudna era una estudiante de pregrado en
la Universidad de Pomona, donde obtuvo su licenciatura
en bioquímica en 1985. Los profesores de química Fred
Grieman y Corwin Hansch en Pomona tuvieron un gran impacto en
ella. Comenzó su primera investigación científica en el laboratorio de la
profesora Sharon Panasenko. Obteniendo su licenciatura en Bioquímica en 1985.
Eligió la Escuela de Medicina de Harvard para su estudio de doctorado
y obtuvo un doctorado en Química Biológica y Farmacología Molecular en 1989. Bajo
la supervisión de Jack W. Szostak, fue cuando hizo su trabajo postdoctoral
con Thomas Cech en la Universidad de Colorado, Boulder.
Investigación
Durante su estancia en el laboratorio Szotak, Doudna
modificó el intrón catalítico del grupo I para convertirla en una
verdadera ribozima catalítica capaz de copiar plantillas de ARN. Al reconocer las limitaciones
de no ser capaz de ver los mecanismos moleculares de las ribozimas, comenzó a
trabajar para cristalizar y resolver la estructura tridimensional del intrón
catalítico del grupo I del protozoo Tetrahymena en 1991 en el
laboratorio de Cech. Paralelamente, comenzó como profesora en
la Universidad Yale en 1994. El grupo consiguió formar cristales de
alta calidad, pero tuvo dificultades con el problema de las
fases debido a una unión no específica de los iones metálicos. Uno de sus
primeros estudiantes de posgrado, quien después se convirtió en su
esposo, Jamie Cate, decidió empapar los cristales
en hexamina de osmio para imitar el magnesio.
Utilizando esta estrategia, fueron capaces de resolver la estructura, la
segunda estructura de ARN plegado desde el ARNt. Los iones de magnesio se
agrupan en el centro de la ribozima facilitando el plegamiento del ARN, de
manera similar al rol del núcleo hidrofóbico en el plegamiento de una proteína.
Jennifer fue ascendida al puesto de profesor de Biofísica
Molecular y Bioquímica Henry Ford II en Yale en el año 2000. En el
2002, aceptó en la Universidad de California, Berkeley el puesto de profesora
de Bioquímica y Biología Molecular para estar más cerca de su familia y
del sincrotrón en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley. Su
trabajo inicial en la solución de grandes estructuras de ARN la llevaron a
hacer más estudios estructurales de la ribozima del virus de hepatitis
delta (HDV), el IRES y complejos proteína-ARN como la partícula
de reconocimiento de señal. Su laboratorio ahora se enfoca en un entendimiento
mecanístico de los procesos biológicos que involucran el ARN. Este trabajo está
dividido en tres grandes áreas: el sistema CRISPR, ARN de
interferencia y controles traduccionales vía micro ARN. Concretamente
estos ARN de interferencia y microARN que controlan la regulación génica son
muy estudiados en el cáncer.
A partir de marzo de 2020, Doudna organizó un esfuerzo para
utilizar tecnologías basadas en CRISPR para abordar la pandemia de
COVID-19 junto con Dave Savage, Robert Tjian y otros
colegas del Innovative Genomics Institute (IGI), donde crearon un
centro de pruebas. Este centro procesa más de 1000 muestras de pacientes al
día. Mammoth Biosciences anunció una validación revisada por pares de un
diagnóstico rápido de COVID-19 de punto de necesidad basado en CRISPR, que es
más rápido y menos costoso que las pruebas basadas en qRT-PCR (Reacción
en cadena de la polimerasa en tiempo real).
Premios y legado
Doudna fue una Scholar Searle y recibió en 1996 el Premio
Beckman a Jóvenes Investigadores, el Premio NAS para Iniciativas investigadoras
en 1999, y el Premio Alan T. Waterman en el 2000. Fue elegida para
la Academia Nacional de Ciencias en 2002 y el Instituto de
Medicina en 2010.
- 2014 premio Lurie en
Ciencias Biomédicas de la Fundación para los Institutos
Nacionales de Salud.
- 2014 premio Dr. Paul
Janssen para Investigación Biomédica y el Premio en Innovación en
Ciencias de la Vida, ambos compartidos con Emmanuelle Charpentier.
- 2015 nombrada una de las
100 personas más influyentes del mundo por la revista Time, junto con
Emmanuelle Charpentier.
- 2015 premio Princesa
de Asturias, junto con Emmanuelle Charpentier.
- 2015 premio Gruber en
Genética, con Emmanuelle Charpentier.
- 2016 premio Fundación
BBVA Fronteras del Conocimiento junto con Emmanuelle Charpentier
y Francisco M. Mojica.
- 2016 premio
L'Oréal-UNESCO a Mujeres en Ciencia
- 2019 premio
Harvey del Technion/Israel para el año 2018 (junto con Emmanuelle
Charpentier y Feng Zhang)
- 2020 premio Wolf en
Medicina junto con Emmanuelle Charpentier.
- 2020 premio Nobel en
Química en conjunto con Emmanuelle Charpentier.
¿Cómo se unieron Emmanuelle y Jennifer?
En 2020 fue galardonadas Jennifer y Emmanuelle con el Premio Nobel de Química "por el desarrollo de un método para edición genética" (por cierto tenéis el glosario de genética para no perderos nada).
Imagen 3. Sistema
inmunitario de la bacteria "CRISPR-CAS9"
En 2011, Emmanuelle Charpentier conoció a la bioquímica
estadounidense Jennifer Doudna en una conferencia de investigación y
comenzaron su colaboración. Trabajando con el laboratorio de Doudna, el
laboratorio de Charpentier demostró que Cas9 podría usarse para hacer cortes en
cualquier secuencia de ADN deseada. El método que desarrollaron
implicó la combinación de Cas9 con moléculas sintéticas de "ARN guía"
fácilmente creadas. El ARN guía sintético es una quimera de ARNcr y ARNtracr;
por lo tanto, este descubrimiento demostró que la tecnología CRISPR-Cas9 podría
usarse para editar el genoma con relativa facilidad. Investigadores de todo el
mundo han empleado este método con éxito para editar las secuencias de ADN de
plantas, animales y líneas celulares de laboratorio. Desde su
descubrimiento, CRISPR ha revolucionado la genética al permitir que los
científicos editen genes para investigar su papel en la salud y la enfermedad y
desarrollar terapias genéticas con la esperanza de que resulten más seguras y
eficaces que la primera generación de terapias génicas.
Conclusiones
En conclusión, estas dos mujeres extraordinarias que
permitieron conocer más sobre la edición genética. Sin duda, ayudaron con su
conocimiento en la época del COVID, pero también con diversas enfermedades. La
unión de estas dos grandes mujeres nos ha dado mucho, y seguramente nos dará
más. Emmanuelle y Jennifer, han mantenido lo que se dice una relación
completamente prolífica.
Podéis leer más sobre muchos otros científicos aquí.
Referencias
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Charpentier - Director at the Max Planck Institute for Infection Biology in
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Artículo escrito y editado por Ana María Morón Usero o Ammu. Gracias por leer, que la ciencia y la fuerza os acompañe.
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