Presidente
Professor
Centro Jack H. Skirball para Biologia Química e Proteômica
Muitas pessoas já ouviram falar do DNA como sendo o código da vida, mas sua contraparte de fita simples, o RNA, é tão importante no desenvolvimento quanto na doença e provavelmente foi o ancestral do DNA durante o início da história da vida na Terra. Por muitos anos, o RNA foi considerado menos importante nos organismos modernos, até que ferramentas de biologia molecular mais sofisticadas começaram a revelar suas complexidades. O campo da evolução in vitro procura recriar as biomoléculas do início da vida em um tubo de ensaio e persuadir os blocos de construção do RNA a montar, replicar e evoluir. Embora não possamos saber exatamente como as primeiras moléculas genéticas se desenvolveram há 4 bilhões de anos, a recriação de fac-símiles plausíveis no laboratório pode fornecer algumas informações sobre os processos evolutivos iniciais, bem como sobre como projetar moléculas de RNA sintético para usos terapêuticos em doenças como câncer, defeitos imunológicos e infecções virais.
Gerald Joyce é um pioneiro no campo da evolução in vitro. Ele usa técnicas bioquímicas para explorar o potencial do RNA para servir como catalisador em reações críticas e para procurar enzimas de RNA que tenham a capacidade de provocar sua própria replicação. Assim como suas contrapartes proteicas, as enzimas de ácido nucléico têm uma estrutura específica que é responsável por sua atividade catalítica. Ao contrário das proteínas, os ácidos nucleicos são moléculas genéticas que podem ser amplificadas e mutadas no tubo de ensaio. O laboratório de Joyce aprendeu a explorar esse duplo papel dos ácidos nucléicos para desenvolver sistemas evolutivos baseados em RNA e DNA que operam inteiramente em tubos de ensaio. Eles podem realizar muitas “gerações” de evolução in vitro, permitindo que evoluam enzimas de ácido nucléico em um ritmo muito mais rápido do que na natureza. Isso lhes permite criar moléculas cuja função é interromper as vias relacionadas à doença.
Joyce aprimorou uma molécula de RNA sintética chamada RNA polimerase de classe I, permitindo que ela replicasse comprimentos curtos de RNA e conduzisse a transcrição em pedaços mais longos de RNA para fazer moléculas de RNA funcionalmente complexas, duas tarefas que se acredita que o RNA realizou antes do surgimento do DNA e das proteínas.
Ele projetou uma enzima feita de RNA que faz uma cópia espelhada de si mesma. A molécula, que ele chamou de enzima “quiral cruzada”, pode ser como as primeiras moléculas autocópias surgiram na Terra.
Ele projetou o primeiro e vários exemplos subsequentes de enzimas de DNA, algumas das quais estão agora em testes clínicos em humanos para o tratamento de câncer, asma e doenças de pele.
BA, Ciências Biológicas, Universidade de Chicago
PhD, Neurociências/Química, Universidade da Califórnia, San Diego
MD, Medicina, Universidade da Califórnia, San Diego
