Jennifer Doudna, Nobel de Química, 2020

 Jennifer Doudna e a "tesoura genética"!

Bom dia time, tudo bem?

Assim como no texto anterior da cientista Emmanuelle Charpentier, hoje nós vamos mergulhar em uma história contemporânea, de emoção e muita bioquímica. Hoje, a nossa protagonista é a bioquímica Jennifer Doudna, que foi laureda "pelo desenvolvimento de um método para edição de genoma".

Jennifer Doudna

Jennifer nasceu em Washington, Estados Unidos, em 19 de fevereiro de 1964. Jennifer teve o seu desempenho estudantil influenciado por seus pais, Dorothy Jane, com dois mestrados, e Martin Kirk Doudna, PhD em literatura inglesa, e, desde cedo, é apaixonada pela ciência.

Aos 7 anos, Jennifer e seus pais viajaram para Hilo, Havaí, para que o seu pai, Martin, pudesse assumir o cargo de professor de Literatura Americana na Universidade. Em comunhão, a sua mãe, Dorothy, obteve o segundo mestrado, em História Asiática, ministrando a disciplina de História na faculdade comunitária local. Aqui, identificamos uma mudança significativa na vida de Jennifer, pois ela se mudou de uma cidade cosmopolitana como Washington, para uma cidade onde se deslumbrava com a fauna e a flora da ilha.

Foi nesse período que Jennifer aguçou a curiosidade e o desejo em compreender os mecanismos biológicos da vida – atmosfera fomentada pelos pais desde criança. Um belíssimo exemplo da paixão de Jennifer pelos mecanismos biológicos, ainda quando estava na sexta série, foi quando o seu pai lhe deu um livro de James Watson, no qual se enfatizava a descoberta da estrutura do DNA, “A dupla hélice” (tradução nossa). Além de seus pais, haviam alguns professores desde o ensino fundamental até o ensino médio que corroboraram para a jornada de Jennifer na ciência; tal como a sua professora do 10º ano, Sra. Wong, que a influenciou e a nutriu nessa área.

Foi nessa linha que no ano de 1985, Jennifer se formou no Pomona College e, 4 anos mais tarde, obteve o PhD da Harvard Medical School. Em 1994, Jennifer conseguiu o seu primeiro papel de professora, atuando como professora assistente na Universidade de Yale, galgando até o ano de 2000 o papel de professora ordinária. Antes de ir à Universidade da Califórnia, em Berkeley, onde ainda atua, Jennifer atuou entre os anos de 2000 e 2001 como professora visitante na Universidade Harvard.

Durante o período supracitado, Jennifer pesquisou no Howard Hughes Medical Institute e atuou no Laboratório Nacional de Lawrence Berkeley. Todavia, foi no ano de 2015, seis anos atrás, que Jennifer e a sua colaboradora, já destacada Emmanuelle Charpentier do Centro Helmholtz para Pesquisa de Infecções na Alemanha, inventaram uma ferramenta para a edição de DNA. Jennifer e Emmanuelle propuseram que essa ferramenta (enzimas de bactérias que controlam a imunidade microbiana) poderia ser utilizada na edição programável de genomas,  sendo considerada uma das descobertas mais significativas na história da biologia. 

Emmanuelle e Jennifer

 

Essa ferramenta (CRISPR-cas9), também chamada de tesoura genética,  baseia-se em uma proteína chamada Cas-9, a qual é encontrada no sistema imunológico "CRISPR" (atua como sistema de defesa contra alguns vírus), que coopera com o RNA, guia e funciona como uma tesoura. Basicamente, a ideia é que a proteína ataca o DNA do vírus e o corta, evitando que infecte a bactéria, sendo possível usar diferentes RNAs e programá-los para cortar e editar diferentes DNAs, possibilitando a criação de novas terapias e de organismos modificados.

 

Isso é interessante porque quando o vírus ataca a bactéria, por exemplo, ele se prende na parede celular dela e injeta o seu DNA. Assim, a bactéria, ao copiar o DNA do vírus, se for atacada novamente, é capaz de reconhecer o DNA e cortá-lo. Esse feito, apesar de simples, tem potencial de replicabilidade no campo da engenharia genética. Essa descoberta apresenta, além da "tesoura genética" molecular, o seu aprimoramento. Isso permite o corte no DNA em qualquer ponto, promovendo mudanças que incluem a perspectiva para tratamento de doenças genéticas graves.

 

Funcionamento da Técnica CRISPR-CAS-9

 

Esquematização dos loci Cas e CRISPR de Streptococcus pyogenes e funcionamento de um Sistema CRISPR-Cas9. Fonte: MICHELS, 2017

 

A tecnologia CRISPR é importante, dentre outros segmentos, para aplicações que perpassam a biologia celular fundamental, aprimorando pesquisas de plantas e animais até tratamentos para doenças, incluindo anemia, fibrose e, dentre outras, HIV. A ferramenta CRISPR possibilitou uma maneira simples de editar DNA. Assim, a partir de março do ano de 2020, Jennifer, junto a outros colegas do Innovative Genomics Institute (IGI), tem se esforçado para utilizar a tecnologia CRISPR para lidar com a pandemia da COVID-19.

 

Jennifer Doudna:  uma mulher estadunidense bioquímica e bióloga molecular, professora da Universidade da Califórnia, presidente do conselho do Innovative Genomics Institute, cientista docente do Lawrence Berkeley National Laboratory, pesquisadora sênior do Gladstone Institutes, laureada no ano de 2020, juntamente com Emmanuelle Charpentier, com o Prêmio Nobel de Química.

Por Rene Miguel e Everton Bedin

Referências
https://www.nationalgeographic.com/science/article/interview-jennifer-doudna-winner-of-nobel-prize-in-chemistry

https://revistapesquisa.fapesp.br/jennifer-doudna-terapia-genica-desponta-no-horizonte/
https://alumni.berkeley.edu/california-magazine/winter-2014-gender-assumptions/cracking-code-jennifer-doudna-and-her-amazing

https://www.asbmb.org/asbmb-today/science/080114/on-the-same-wavelength

MICHELS, Luiz Fernando Nascimento. A revolução da edição genômica com o sistema CRISPR-CAS. Trabalho monográfico (Graduação em Biomedicina) - Universidade do Extremo Sul Catarinense (UNESC), Criciúma, 2017.

Para saber mais:
Vídeo Jennifer Doudna (UC Berkeley / HHMI): Genome Engineering with CRISPR-Cas9 do canal iBiology Science Stories no YouTube

Vídeo Nobel Lecture: Jennifer Doudna, Nobel Prize in Chemistry 2020 do canal Nobel Prize no YouTube