Jennifer Doudna: Reescribiendo el código de la vida

Cuando estaba en sexto grado en Hilo, Hawái, su padre dejó un libro de bolsillo de La doble hélice de James Watson en su cama. Lo leyó esperando una historia de detectives y la obtuvo, pero el detalle que se quedó con ella fue Rosalind Franklin. "Me impactó entonces por primera vez", escribió más tarde, "que una mujer pudiera ser una gran científica". Su orientador de la escuela secundaria le advirtió posteriormente que las chicas no se dedicaban a la química. En octubre de 2020, ella y Emmanuelle Charpentier se convirtieron en las dos primeras mujeres en compartir un Premio Nobel en las ciencias.

Una forastera en la Isla Grande

Jennifer Anne Doudna nació el 19 de febrero de 1964 en Washington D.C., la mayor de tres hermanas. Su padre, Martin, era redactor de discursos en el Departamento de Defensa; su madre, Dorothy, enseñaba en un colegio universitario. En 1971, cuando Jennifer tenía siete años, la familia se mudó a Hilo, en la Isla Grande de Hawái.

Era una haole, una no nativa, y la escuela era solitaria. Ella respondió leyendo y caminando por el paisaje, haciendo senderismo y explorando cuevas en una isla que describe como poseedora de "una rica paleta de diversidad biológica". El aislamiento y el entorno hicieron lo que ninguno de los dos podría haber hecho por sí solo: convirtieron a una niña solitaria en una naturalista.

Pomona, Harvard y el mundo del ARN

Ignorando al orientador, ingresó al Pomona College en 1981 y se graduó en 1985 como la mejor estudiante de química. Un verano en el laboratorio de Don Hemmes estudiando la infección fúngica de las papayas le dio, según dice, "mi primer sabor de la emoción del descubrimiento científico".

Obtuvo su doctorado en la Facultad de Medicina de Harvard bajo la tutela de Jack Szostak, trabajando en moléculas de ARN autorreplicantes, una línea de investigación dirigida al origen de la vida misma. Su artículo de 1989 en Nature demostró la síntesis de ARN de cadena complementaria catalizada por ARN. En 1991 se trasladó a la Universidad de Colorado para trabajar con Tom Cech, quien había ganado un Premio Nobel por demostrar que el ARN podía actuar como una enzima, y aprendió cristalografía de rayos X, la técnica que Franklin había utilizado en el ADN.

Yale y la forma de una enzima

Doudna se convirtió en profesora asistente en Yale en 1994. Allí, con su estudiante de posgrado Jamie Cate, con quien se casó más tarde, determinó la primera estructura atómica detallada de una enzima de ARN autoespliciable. Su artículo de 1996 en Science es considerado un hito: demostró que el ARN se pliega en máquinas tridimensionales complejas de la misma manera que las proteínas, y estableció a Doudna como una de las principales biólogas estructurales del campo una década y media antes de CRISPR.

En 2002, tanto ella como Cate se trasladaron a la UC Berkeley como profesores en el Colegio de Química y científicos de la facultad en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley. Se habían casado en 2000; su hijo Andrew nació en 2002.

Una taza de té en Berkeley

El brote de SARS de 2002 la empujó hacia la interferencia de ARN, el mecanismo por el cual pequeñas moléculas de ARN silencian los genes. El movimiento consecuente, sin embargo, vino de una desconocida. La microbióloga Jillian Banfield encontró el trabajo de Doudna a través de una búsqueda en Google y propuso hablar. Tomando el té en una cafetería de Berkeley, Banfield describió extrañas secuencias repetidas en genomas bacterianos, intercaladas con fragmentos de ADN viral, que habían sido llamadas CRISPR. Nadie sabía qué hacían. Banfield se preguntó si funcionaban a través de la interferencia de ARN.

Doudna comenzó a tirar del hilo. Para 2008, su grupo había organizado la primera conferencia internacional sobre CRISPR en Berkeley, en un momento en que el campo era lo suficientemente pequeño como para caber en una habitación.

Junio de 2012

En una conferencia de microbiología en Puerto Rico en 2011, conoció a Emmanuelle Charpentier, quien había estado trabajando en el mismo sistema desde el lado bacteriano y había identificado una segunda molécula de ARN, el tracrRNA, esencial para su función. Acordaron colaborar. Trabajando con Martin Jinek en el laboratorio de Doudna y Krzysztof Chylinski en el de Charpentier, los dos grupos descubrieron que la proteína Cas9 era guiada a una secuencia de ADN específica por ARN, y luego cortaba ambas hebras. Más importante aún, demostraron que los dos ARN naturales podían fusionarse en un solo ARN guía diseñado, y que cambiar su secuencia enviaría a Cas9 a cualquier objetivo que el experimentador eligiera.

El artículo, "Una endonucleasa de ADN programable guiada por ARN dual en la inmunidad bacteriana adaptativa", apareció en línea en Science el 28 de junio de 2012. Lo que había sido un oscuro sistema inmunológico bacteriano era ahora, en palabras del Innovative Genomics Institute, una herramienta que "permite a los científicos reescribir el ADN, el código de la vida, en cualquier organismo, incluyendo células humanas, con una eficiencia y precisión sin precedentes". Doudna ha descrito el período como uno de "pura alegría".

El problema ético que hizo suyo

Casi de inmediato comenzó a preocuparse por lo que había ayudado a liberar. En 2015 pidió públicamente una moratoria sobre la edición de la línea germinal humana y convocó a veinte investigadores en Napa Valley para redactar directrices, luego coorganizó la Cumbre Internacional sobre Edición Genética Humana en diciembre de ese año. Coescribió Una grieta en la creación con Samuel Sternberg en 2017 para presentar el argumento a un público general. Cuando un científico chino anunció el nacimiento de bebés editados genéticamente en 2018, Doudna presionó por una regulación internacional y llevó el caso ante los senadores de Estados Unidos.

Fundó el Innovative Genomics Institute en 2014 con Jonathan Weissman y ayudó a lanzar Editas Medicine y Caribou Biosciences para llevar la tecnología a las clínicas. En marzo de 2020, el IGI se convirtió en cuestión de semanas en un laboratorio automatizado de pruebas de coronavirus y liberó su propiedad intelectual de COVID-19 como código abierto. El instituto pasó a realizar el primer ensayo clínico de CRISPR aprobado por la FDA para la enfermedad de células falciformes.

Por qué Jennifer es llamada genio

La habilidad distintiva de Doudna es reconocer que una curiosidad es en realidad una herramienta. Otros habían observado CRISPR; los microbiólogos estaban resolviendo su función como sistema inmunológico bacteriano; Charpentier tenía la pieza crucial de su lado. Lo que Doudna aportó fueron dos décadas de pensar en el ARN como una máquina tridimensional en lugar de un mensaje pasivo, que es precisamente la formación que le permitió ver un dispositivo de corte programable donde un microbiólogo veía un mecanismo de defensa interesante. El ARN guía único, que colapsa dos moléculas naturales en un componente diseñado, es una simplificación de ingeniero, y es lo que convirtió un fenómeno en una tecnología que cualquiera podría usar.

El contraargumento honesto es sustancial y ella no lo elude. El Nobel fue compartido con Charpentier, y ninguna reclamaría la autoría exclusiva; Jinek y Chylinski hicieron gran parte del trabajo de banco decisivo; Banfield proporcionó la pregunta; Feng Zhang y George Church demostraron la edición CRISPR en células humanas poco después, y siguió una larga disputa de patentes sobre quién tiene derecho a qué. CRISPR fue, más que la mayoría de los descubrimientos ganadores del Premio Nobel, una convergencia, y la propia declaración de Doudna el día del premio lo dijo así: el honor "reconoce la historia de CRISPR y la historia colaborativa de aprovecharlo en una tecnología de ingeniería profundamente poderosa". Lo que es únicamente suyo es la visión estructural, la decisión de seguir tirando de una extraña curiosidad bacteriana durante cuatro años antes de que nadie pensara que importaba, y luego la inusual elección de gastar su fama defendiendo restricciones a su propia invención.

Legado

Doudna ocupa la cátedra Li Ka Shing en Ciencias Biomédicas y de la Salud en Berkeley, es investigadora del Instituto Médico Howard Hughes, científica de facultad en el Laboratorio de Berkeley, investigadora principal en los Institutos Gladstone y presidenta de la junta del IGI. Antes de Estocolmo, había ganado el Premio Breakthrough en Ciencias de la Vida en 2014, el Premio Gruber en Genética y el Premio Princesa de Asturias en 2015, el Premio L'Oréal-UNESCO y el Gairdner en 2016, el Premio Japón en 2017 y el Premio Kavli en Nanociencia en 2018. El descodificador de Walter Isaacson la convirtió en una figura pública en 2021. CRISPR se utiliza ahora para modelar enfermedades humanas, criar cultivos resistentes a las enfermedades, impulsar genes a través de poblaciones de mosquitos y tratar la enfermedad de células falciformes en pacientes humanos. En la mañana del anuncio del Nobel, cuando se le preguntó qué significaba que dos mujeres lo hubieran ganado, la respuesta de Doudna fue de dos palabras: "Las mujeres son lo máximo".