Clyde A. Hutchison III es un bioquímico y microbiólogo estadounidense notable por su investigación sobre mutagénesis dirigida al sitio y biología sintética . Es profesor emérito de microbiología e inmunología en la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill , profesor distinguido en el Instituto J Craig Venter , miembro de la Academia Nacional de Ciencias y miembro de la Academia Estadounidense de Artes y Ciencias . [1]
Clyde A. Hutchison III | |
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Nacionalidad | americano |
Educación | Universidad de Yale |
alma mater | Instituto de Tecnología de California |
Conocido por | Investigación sobre mutagénesis dirigida al sitio y biología sintética |
Carrera científica | |
Campos | Bioquímica , microbiología |
Instituciones | Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill |
Investigaciones tempranas
Hutchison se graduó de la Universidad de Yale en 1960, con una licenciatura en Física. Estudió su doctorado en Caltech , trabajando en el bacteriófago ΦX174 . Mientras estaba en Caltech, comenzó una colaboración a largo plazo con Marshall Edgell. [1] En 1968 se mudó a UNC-Chapel Hill . Hutchison y Edgell utilizaron enzimas de restricción para el análisis de ΦX174 y ADN de mamíferos.
Hutchison participó en la determinación de la primera secuencia completa de una molécula de ADN (ΦX174) cuando pasó un año sabático en el laboratorio de Frederick Sanger en 1975/1976. [2]
Mutagénesis dirigida al sitio
En 1971, Clyde Hutchison y Marshall Edgell demostraron que es posible producir mutantes con pequeños fragmentos del bacteriófago ϕX174 y nucleasas de restricción . [3] [4] Hutchison colaboró más tarde con Michael Smith y desarrolló un método más general de mutagénesis dirigida al sitio utilizando un cebador oligonucleotídico mutante y ADN polimerasa . Smith y Hutchison utilizaron un oligómero de 12 nucleótidos con un único nucleótido mal emparejado en posición central como cebador, un ADN ϕX174 de cadena simple circular como molde y la ADN polimerasa I de E. coli en la que la 5'-exonucleasa había sido inactivada por subtilisina. La polimerización con el cebador hibridado con el molde generó un producto de ADN de doble hebra que contenía una mutación y podría convertirse en un dúplex circular cerrado mediante ligación enzimática. [5] La transfección de E. coli con esta molécula produjo una población mixta de ADN de fago mutado y de tipo salvaje. Por su participación en el desarrollo de este proceso, Michael Smith posteriormente compartió el Premio Nobel de Química en 1993 con Kary B. Mullis , quien inventó la reacción en cadena de la polimerasa . [6]
Más tarde, Hutchison desarrolló métodos para la "mutagénesis completa" en los que cada residuo de una proteína se modifica individualmente. [7]
Biología sintética
En 1990, Hutchison comenzó a trabajar en Mycoplasma genitalium , que tiene el genoma más pequeño conocido que puede constituir una célula. Condujo a una colaboración con el Instituto de Investigación Genómica (TIGR) para secuenciar todo el genoma del organismo en 1995. En 1996, Hutchison pasó un año sabático en TIGR; allí discutió con Hamilton Smith y Craig Venter la idea de una célula mínima con el conjunto mínimo de genes necesarios para la supervivencia. [8] Ellos especularon que podrían necesitar sintetizar el genoma para probarlos en la célula receptora, creando así una célula sintética .
En 2003, Hutchison inició una colaboración con Hamilton Smith en el ensamblaje de un genoma celular mínimo sintético y sintetizó con éxito el genoma pequeño (5386 pares de bases) del bacteriófago ΦX174. El genitalium M. genoma sin embargo, es más de 100 veces mayor que la de ΦX174. En 2007, se ensambló con éxito un genoma sintetizado químicamente de 582,970 pares de bases basado en M. genitalium , destinado a la creación de un organismo bautizado como Mycoplasma laboratorium . [9] M. genitalium, sin embargo, crece lentamente y los intentos de trasplantar su genoma a otra especie se prolongaron y resultaron infructuosos. Sin embargo, el equipo de células sintéticas demostró que es posible trasplantar el genoma natural de Mycoplasma mycoides , cuyo genoma es dos veces el tamaño de M. genitalium , en una especie relacionada Mycoplasma capricolum . [10] Por lo tanto, el equipo decidió cambiar a M. mycoides de crecimiento más rápido como especie donante. En marzo de 2010, un genoma de M. mycoides sintetizado se trasplantó con éxito a M. capricolum . [8] [11] El organismo resultante fue llamado " Synthia " por la prensa popular. [8] En 2016, el equipo reveló una versión más reducida del organismo con 473 genes, 149 de los cuales se desconocen por completo. [12]
Actualmente se está trabajando en la creación de la celda mínima. Las nuevas versiones del genoma sintético con genes eliminados se trasplantan a las células receptoras y se controlan las tasas de crecimiento de las células resultantes y el tamaño de su colonia. También se están evaluando otras bacterias más complejas, como las cianobacterias, para determinar la viabilidad del trasplante de genoma. [8]
Referencias
- ^ a b "Clyde A. Hutchison III - un breve bosquejo de carrera" . Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill.
- ^ Sanger F, Coulson AR, Friedmann T, Air GM, Barrell BG, Brown NL, Fiddes JC, Hutchison CA 3rd, Slocombe PM, Smith M (1978). "La secuencia de nucleótidos del bacteriófago phiX174". Revista de Biología Molecular . 125 (2): 225–46. doi : 10.1016 / 0022-2836 (78) 90346-7 . PMID 731693 .
- ^ Hutchison Ca, 3 .; Edgell, MH (1971). "Ensayo genético de pequeños fragmentos de ácido desoxirribonucleico φX174 bacteriófago" . Revista de Virología . 8 (2): 181–189. doi : 10.1128 / JVI.8.2.181-189.1971 . PMC 356229 . PMID 4940243 .CS1 maint: nombres numéricos: lista de autores ( enlace )
- ^ Marshall H. Edgell; Clyde A. Hutchison y III, Morton Sclair (1972). "Fragmentos específicos de endonucleasa R del ácido desoxirribonucleico del bacteriófago X174" . Revista de Virología . 9 (4): 574–582. doi : 10.1128 / JVI.9.4.574-582.1972 . PMC 356341 . PMID 4553678 .
- ^ Hutchison, CA; Phillips, S .; Edgell, MH; Gillham, S .; Jahnke, P .; Smith, M. (1978). "Mutagénesis en una posición específica en una secuencia de ADN" (PDF) . Revista de Química Biológica . 253 (18): 551–6560. PMID 681366 .
- ^ Nicole Kresge; Robert D. Simoni; Robert L. Hill. "El desarrollo de mutagénesis dirigida al sitio por Michael Smith" (PDF) . Revista de Química Biológica . 281 (39).
- ^ Hutchison, CA III; Swanstrom, R. y Loeb, DD (1991). Mutagénesis completa de dominios codificadores de proteínas . Métodos en enzimología . 202 . págs. 356–390 . doi : 10.1016 / 0076-6879 (91) 02019-6 . ISBN 9780121821036. PMID 1784182 .
- ^ a b c d Roberta Kwok (2010). "Genómica: maestros artesanos del ADN" . Naturaleza . 468 (7320): 22–5. Bibcode : 2010Natur.468 ... 22K . doi : 10.1038 / 468022a . PMID 21048740 .
- ^ Ed Pilkington (6 de octubre de 2007). "Estoy creando vida artificial", declara pionero genético estadounidense " . Guardián.
- ^ Lartigue C, Glass JI, Alperovich N, Pieper R, Parmar PP, Hutchison CA 3rd, Smith HO, Venter JC (2007). "Trasplante de genoma en bacterias: cambio de una especie a otra". Ciencia . 317 (5838): 632–8. Código Bibliográfico : 2007Sci ... 317..632L . CiteSeerX 10.1.1.395.4374 . doi : 10.1126 / science.1144622 . PMID 17600181 . S2CID 83956478 .
- ^ Gibson DG, Glass JI, Lartigue C, Noskov VN, Chuang RY, Algire MA, Benders GA, Montague MG, Ma L, Moodie MM, Merryman C, Vashee S, Krishnakumar R, Assad-Garcia N, Andrews-Pfannkoch C, Denisova EA, Young L, Qi ZQ, Segall-Shapiro TH, Calvey CH, Parmar PP, Hutchison CA 3rd, Smith HO, Venter JC (2010). "Creación de una célula bacteriana controlada por un genoma sintetizado químicamente" . Ciencia . 329 (5987): 52–6. Código Bibliográfico : 2010Sci ... 329 ... 52G . doi : 10.1126 / science.1190719 . PMID 20488990 .
- ^ Ed Yong (24 de marzo de 2016). "Lo misterioso de una maravillosa nueva célula sintética" .