Président
Professeur
Centre Jack H. Skirball de biologie chimique et de protéomique
Beaucoup ont entendu parler de l'ADN comme du code de la vie, mais son homologue monocaténaire, l'ARN, est tout aussi important pour le développement et la maladie et fut probablement l'ancêtre de l'ADN aux débuts de la vie sur Terre. Pendant longtemps, l'ARN a été considéré comme moins important dans les organismes modernes, jusqu'à ce que des outils de biologie moléculaire plus sophistiqués commencent à révéler sa complexité. L'évolution in vitro vise à recréer les biomolécules des premiers stades de la vie en éprouvette et à inciter les éléments constitutifs de l'ARN à s'assembler, se répliquer et évoluer. Bien que nous ne sachions pas exactement comment les premières molécules génétiques se sont développées il y a 4 milliards d'années, la reconstitution de fac-similés plausibles en laboratoire pourrait apporter un éclairage sur les premiers processus évolutifs et permettre de concevoir des molécules d'ARN synthétiques à des fins thérapeutiques contre des maladies telles que le cancer, les déficits immunitaires et les infections virales.
Gerald Joyce est un pionnier de l'évolution in vitro. Il utilise des techniques biochimiques pour explorer le potentiel de l'ARN comme catalyseur dans des réactions critiques et pour rechercher des enzymes ARN capables de se répliquer. Comme leurs homologues protéiques, les enzymes nucléiques possèdent une structure spécifique responsable de leur activité catalytique. Contrairement aux protéines, les acides nucléiques sont des molécules génétiques amplifiées et mutées en éprouvette. Le laboratoire de Joyce a appris à exploiter ce double rôle des acides nucléiques pour développer des systèmes évolutifs basés sur l'ARN et l'ADN, fonctionnant entièrement en éprouvette. Ils peuvent réaliser de nombreuses « générations » d'évolution in vitro, ce qui leur permet de faire évoluer les enzymes nucléiques à un rythme beaucoup plus rapide que dans la nature. Cela leur permet de concevoir des molécules dont la fonction est de perturber les voies pathologiques.
Joyce a amélioré une molécule d'ARN synthétique appelée ARN polymérase de classe I, lui permettant de répliquer de courtes longueurs d'ARN et d'effectuer la transcription sur des morceaux d'ARN plus longs pour créer des molécules d'ARN fonctionnellement complexes, deux tâches que l'ARN aurait effectuées avant l'émergence de l'ADN et des protéines.
Il a conçu une enzyme composée d'ARN capable de se reproduire en miroir. Cette molécule, qu'il a qualifiée d'enzyme « interchirale », pourrait être à l'origine de l'apparition des premières molécules auto-réplicatives sur Terre.
Il a conçu le premier exemple et plusieurs exemples ultérieurs d’enzymes ADN, dont certains font actuellement l’objet d’essais cliniques sur l’homme pour le traitement du cancer, de l’asthme et des maladies de la peau.
BA, Sciences biologiques, Université de Chicago
Doctorat en neurosciences et chimie, Université de Californie à San Diego
MD, médecine, Université de Californie, San Diego
