Jennifer Doudna: Reescrevendo o código da vida

Quando ela estava na sexta série em Hilo, Havaí, seu pai deixou um livro de bolso de A Dupla Hélice de James Watson em sua cama. Ela o leu esperando uma história de detetive e conseguiu uma, mas o detalhe que ficou com ela foi Rosalind Franklin. "Fiquei impressionada naquele momento", escreveu ela mais tarde, "que uma mulher poderia ser uma grande cientista". Seu orientador do ensino médio posteriormente a avisou que as garotas não faziam química. Em outubro de 2020, ela e Emmanuelle Charpentier tornaram-se as duas primeiras mulheres a compartilhar um Prêmio Nobel nas ciências.

Uma forasteira na Grande Ilha

Jennifer Anne Doudna nasceu em 19 de fevereiro de 1964 em Washington, D.C., a mais velha de três filhas. Seu pai, Martin, era redator de discursos no Departamento de Defesa; sua mãe, Dorothy, lecionava em uma faculdade comunitária. Em 1971, quando Jennifer tinha sete anos, a família mudou-se para Hilo na Grande Ilha do Havaí.

Ela era uma haole, uma não-nativa, e a escola era solitária. Ela respondeu lendo e caminhando pela paisagem, fazendo caminhadas e explorando cavernas em uma ilha que ela descreve como oferecendo "uma rica paleta de diversidade biológica". O isolamento e o ambiente fizeram o que nenhum dos dois poderia ter feito sozinho: fizeram de uma criança solitária uma naturalista.

Pomona, Harvard e o mundo do RNA

Ignorando o orientador, ela entrou no Pomona College em 1981 e formou-se em 1985 como a melhor aluna de química. Um verão no laboratório de Don Hemmes estudando infecção fúngica de mamões deu-lhe, diz ela, "meu primeiro sabor da emoção da descoberta científica".

Ela obteve seu doutorado na Harvard Medical School sob Jack Szostak, trabalhando em moléculas de RNA autorreplicantes, uma linha de pesquisa voltada para a origem da própria vida. Seu artigo de 1989 na Nature demonstrou a síntese de RNA de cadeia complementar catalisada por RNA. Em 1991, ela mudou-se para a Universidade do Colorado para trabalhar com Tom Cech, que havia ganhado um Prêmio Nobel por mostrar que o RNA poderia atuar como uma enzima, e aprendeu cristalografia de raios X, a técnica que Franklin havia usado no DNA.

Yale e a forma de uma enzima

Doudna tornou-se professora assistente em Yale em 1994. Lá, com seu aluno de pós-graduação Jamie Cate, com quem ela se casou mais tarde, ela determinou a primeira estrutura atômica detalhada de uma enzima de RNA auto-splicing. Seu artigo de 1996 na Science é considerado um marco: ele mostrou que o RNA se dobra em máquinas tridimensionais complexas da maneira que as proteínas fazem, e estabeleceu Doudna como uma das principais biólogas estruturais do campo uma década e meia antes do CRISPR.

Em 2002, ela e Cate mudaram-se para a UC Berkeley como professores no College of Chemistry e cientistas docentes no Lawrence Berkeley National Laboratory. Eles se casaram em 2000; seu filho Andrew nasceu em 2002.

Uma xícara de chá em Berkeley

O surto de SARS de 2002 a empurrou para a interferência de RNA, o mecanismo pelo qual pequenas moléculas de RNA silenciam genes. O movimento consequente, no entanto, veio de uma estranha. A microbiologista Jillian Banfield encontrou o trabalho de Doudna através de uma pesquisa no Google e propôs que conversassem. Tomando chá em um café de Berkeley, Banfield descreveu estranhas sequências repetidas em genomas bacterianos, intercaladas com fragmentos de DNA viral, que haviam sido chamadas de CRISPR. Ninguém sabia o que faziam. Banfield perguntou-se se funcionavam através da interferência de RNA.

Doudna começou a puxar o fio. Em 2008, seu grupo havia organizado a primeira conferência internacional de CRISPR em Berkeley, em um momento em que o campo era pequeno o suficiente para caber em uma sala.

Junho de 2012

Em uma conferência de microbiologia em Porto Rico em 2011, ela conheceu Emmanuelle Charpentier, que trabalhava no mesmo sistema do lado bacteriano e havia identificado uma segunda molécula de RNA, o tracrRNA, essencial para sua função. Elas concordaram em colaborar. Trabalhando com Martin Jinek no laboratório de Doudna e Krzysztof Chylinski no de Charpentier, os dois grupos descobriram que a proteína Cas9 era guiada para uma sequência de DNA específica pelo RNA, e então cortava ambas as fitas. Mais importante, eles mostraram que os dois RNAs naturais poderiam ser fundidos em um único RNA guia projetado, e que mudar sua sequência enviaria a Cas9 para qualquer alvo que o experimentador escolhesse.

O artigo, "A Programmable Dual-RNA-Guided DNA Endonuclease in Adaptive Bacterial Immunity", apareceu online na Science em 28 de junho de 2012. O que tinha sido um obscuro sistema imunológico bacteriano era agora, na frase do Innovative Genomics Institute, uma ferramenta que "permite aos cientistas reescrever o DNA, o código da vida, em qualquer organismo, incluindo células humanas, com eficiência e precisão sem precedentes". Doudna descreveu o período como um de "pura alegria".

O problema ético que ela tornou seu

Quase imediatamente, ela começou a se preocupar com o que havia ajudado a liberar. Em 2015, ela pediu publicamente uma moratória sobre a edição da linhagem germinativa humana e convocou vinte pesquisadores em Napa Valley para redigir diretrizes, depois co-organizou a Cúpula Internacional sobre Edição Genética Humana em dezembro daquele ano. Ela foi coautora de A Crack in Creation com Samuel Sternberg em 2017 para levar o argumento a um público geral. Quando um cientista chinês anunciou bebês editados geneticamente em 2018, Doudna pressionou por uma regulamentação internacional e levou o caso aos senadores dos EUA.

Ela fundou o Innovative Genomics Institute em 2014 com Jonathan Weissman e ajudou a lançar a Editas Medicine e a Caribou Biosciences para levar a tecnologia às clínicas. Em março de 2020, o IGI converteu-se em questão de semanas em um laboratório automatizado de testes de coronavírus e liberou sua propriedade intelectual de COVID-19 como código aberto. O instituto passou a realizar o primeiro ensaio clínico CRISPR aprovado pela FDA para doença falciforme.

Por que Jennifer é chamada de gênio

A habilidade distinta de Doudna é reconhecer que uma curiosidade é na verdade uma ferramenta. O CRISPR tinha sido observado por outros; sua função como sistema imunológico bacteriano estava sendo resolvida por microbiologistas; Charpentier tinha a peça crucial de seu lado. O que Doudna trouxe foram duas décadas de reflexão sobre o RNA como uma máquina tridimensional em vez de uma mensagem passiva, que é precisamente o treinamento que a deixou ver um dispositivo de corte programável onde um microbiologista via um mecanismo de defesa interessante. O RNA guia único, colapsando duas moléculas naturais em um componente projetado, é uma simplificação de engenheiro, e é o que transformou um fenômeno em uma tecnologia que qualquer um poderia usar.

O contra-argumento honesto é substancial e ela não se esquiva. O Nobel foi compartilhado com Charpentier, e nenhuma reivindicaria a autoria exclusiva; Jinek e Chylinski fizeram muito do trabalho de bancada decisivo; Banfield forneceu a pergunta; Feng Zhang e George Church demonstraram a edição CRISPR em células humanas pouco depois, e uma longa disputa de patentes seguiu sobre quem tem direito a quê. O CRISPR foi, mais do que a maioria das descobertas premiadas com o Nobel, uma convergência, e a própria declaração de Doudna no dia do prêmio disse tanto: a honra "reconhece a história do CRISPR e a história colaborativa de aproveitá-lo em uma tecnologia de engenharia profundamente poderosa". O que é unicamente dela é a visão estrutural, a decisão de continuar puxando uma estranha curiosidade bacteriana por quatro anos antes que alguém pensasse que importava, e então a escolha incomum de gastar sua fama defendendo restrições à sua própria invenção.

Legado

Doudna detém a cátedra Li Ka Shing em Ciências Biomédicas e de Saúde em Berkeley, é investigadora do Howard Hughes Medical Institute, cientista docente no Berkeley Lab, investigadora sênior nos Gladstone Institutes e presidente e diretora do conselho do IGI. Antes de Estocolmo, ela havia ganhado o Breakthrough Prize in Life Sciences em 2014, o Gruber Prize in Genetics e o Prêmio Princesa das Astúrias em 2015, o Prêmio L'Oréal-UNESCO e o Gairdner em 2016, o Prêmio Japão em 2017 e o Prêmio Kavli em Nanociência em 2018. The Code Breaker de Walter Isaacson tornou-a uma figura pública em 2021. O CRISPR é agora usado para modelar doenças humanas, criar culturas resistentes a doenças, impulsionar genes através de populações de mosquitos e tratar doença falciforme em pacientes humanos. Na manhã do anúncio do Nobel, questionada sobre o que significava que duas mulheres tivessem ganhado, a resposta de Doudna foi de duas palavras: "Mulheres arrasam."