Profesor adjunto
Laboratorio de Genética
Presidente de Desarrollo de la Fundación Hearst
La vida biológica está organizada a lo largo de un continuo que va desde organismos vivos completos hasta tejidos, células, grandes conjuntos “macromoleculares” compuestos por proteínas y ácidos nucleicos, pequeños conjuntos “moleculares” o moléculas individuales y, finalmente, átomos. Desde el advenimiento de la microscopía de luz hace varios siglos, los investigadores han estado desentrañando la conexión entre la estructura biológica y la función a lo largo de este continuo en grados cada vez más finos de resolución espacial. A medida que la tecnología mejora, muchos investigadores descubren que la visualización directa de la estructura de las macromoléculas individuales o sus ensamblajes a resoluciones cercanas al nivel de los átomos individuales puede revelar mejor varios tipos de disfunciones que conducen a enfermedades.
Dmitry Lyumkis utiliza y desarrolla técnicas de criomicroscopía electrónica de transmisión (crio-EM) de última generación para determinar las estructuras de las macromoléculas y los ensamblajes macromoleculares, que realizan la mayoría de las funciones dentro de las células. Mediante la observación de estructuras nunca antes vistas en diferentes condiciones fisiológicas y con una resolución casi atómica, Lyumkis tiene como objetivo comprender e interconectar las funciones complejas que desempeñan las macromoléculas en enfermedades humanas como el cáncer y el VIH.
Lyumkis determinó estructuras de ensamblajes macromoleculares llamados "intosomas" de virus que incluyen y están relacionados con el VIH, lo que les permite establecer una infección permanente en las células huésped objetivo. Estas estructuras amplían nuestra comprensión de las características moleculares de la infección y, lo que es más importante, proporcionan planos químicos directos para mejorar las terapias antivirales utilizadas para tratar a las personas infectadas por el VIH.
Lyumkis desarrolló nuevos métodos para evaluar cuantitativamente y mejorar experimentalmente la resolución anisotrópica (dependiente de la dirección) en crio-EM, que con frecuencia dificulta los intentos de obtener información estructural significativa de muestras biológicas. Se demostró que las técnicas producen datos de mayor calidad y tienen una amplia aplicabilidad para la determinación y evaluación de estructuras.
Lyumkis y sus colegas descifraron las estructuras y los mecanismos moleculares de actividad de una nueva clase de enzimas CRISPR/Cas, que tiene la capacidad de cortar y editar ARN. Este trabajo abre nuevas oportunidades para la ingeniería genética y tiene amplias implicaciones para la comprensión y el tratamiento potencial de enfermedades a nivel molecular.
Licenciatura, Universidad de California San Diego
Doctorado, Instituto de Investigación Scripps
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