Presidente
Insegnante
Centro Jack H. Skirball per la biologia chimica e la proteomica
Molte persone hanno sentito parlare del DNA come codice della vita, ma la sua controparte a singolo filamento, l'RNA, è altrettanto importante nello sviluppo e nelle malattie e probabilmente è stato l'antenato del DNA agli albori della vita sulla Terra. Per molti anni si è pensato che l'RNA fosse meno importante negli organismi moderni, finché strumenti di biologia molecolare più sofisticati non hanno iniziato a rivelarne la complessità. Il campo dell'evoluzione in vitro cerca di ricreare le biomolecole delle prime fasi della vita in provetta e di indurre i mattoni dell'RNA ad assemblarsi, replicarsi ed evolversi. Sebbene non possiamo sapere esattamente come si siano sviluppate le prime molecole genetiche 4 miliardi di anni fa, ricreare facsimili plausibili in laboratorio può fornire informazioni sui primi processi evolutivi e su come progettare molecole di RNA sintetiche per usi terapeutici in malattie come il cancro, i difetti immunitari e le infezioni virali.
Gerald Joyce è un pioniere nel campo dell'evoluzione in vitro. Utilizza tecniche biochimiche per esplorare il potenziale dell'RNA come catalizzatore in reazioni critiche e per ricercare enzimi a RNA in grado di auto-replicarsi. Come le loro controparti proteiche, gli enzimi degli acidi nucleici hanno una struttura specifica responsabile della loro attività catalitica. A differenza delle proteine, gli acidi nucleici sono molecole genetiche che possono essere amplificate e mutate in provetta. Il laboratorio di Joyce ha imparato a sfruttare questo duplice ruolo degli acidi nucleici per sviluppare sistemi evolutivi basati su RNA e DNA che operano interamente in provetta. Possono compiere molte "generazioni" di evoluzione in vitro, il che consente loro di evolvere enzimi degli acidi nucleici a un ritmo molto più rapido rispetto alla natura. Ciò consente loro di ideare molecole la cui funzione è quella di interrompere i percorsi correlati alle malattie.
Joyce migliorò una molecola di RNA sintetica chiamata RNA polimerasi di classe I, consentendole di replicare brevi tratti di RNA e di effettuare la trascrizione su pezzi di RNA più lunghi per creare molecole di RNA funzionalmente complesse, due compiti che si ritiene l'RNA svolgesse prima della comparsa del DNA e delle proteine.
Ha progettato un enzima fatto di RNA che produce una copia speculare di se stesso. La molecola, che ha definito un enzima "cross-chirale", potrebbe essere la causa delle prime molecole auto-copianti emerse sulla Terra.
Ha progettato il primo e diversi esempi successivi di enzimi del DNA, alcuni dei quali sono ora in fase di sperimentazione clinica sull'uomo per il trattamento del cancro, dell'asma e delle malattie della pelle.
Laurea triennale in Scienze Biologiche, Università di Chicago
Dottorato di ricerca in Neuroscienze/Chimica, Università della California, San Diego
Dottore in medicina, Università della California, San Diego
