Eckard Wimmer (nacido el 22 de mayo de 1936) es un virólogo alemán- estadounidense , químico orgánico y profesor distinguido de genética molecular y microbiología en la Universidad de Stony Brook . Es mejor conocido por su trabajo fundamental sobre la biología molecular del poliovirus y la primera síntesis química de un genoma viral capaz de infectar y producir virus vivos.
Eckard Wimmer | |
---|---|
![]() | |
Nació | |
alma mater | Universidad de Gotinga |
Conocido por | Primera síntesis de novo de poliovirus |
Premios | Premio MW Beijerinck Virology 2011 Medalla de oro Koch 2012 |
Carrera científica | |
Campos | Biología , Virología |
Instituciones | Universidad de Stony Brook |
Sitio web | www |
Vida y carrera
Eckard Albert Friedrich Wimmer nació el 22 de mayo de 1936 en Berlín, Alemania . Al comienzo de la Segunda Guerra Mundial , Wimmer a los tres años perdió a su padre; a los nueve años, su madre huyó junto con sus dos hermanos mayores a Sajonia , Alemania del Este , donde terminó la escuela primaria y secundaria. Estudió Química en la Universidad de Rostock de 1953 a 1956 y luego huyó a Alemania Occidental para continuar sus estudios de Química en la Universidad de Göttingen . En 1962 obtuvo el título de Doctor rerum naturalium (Dr. rer. Nat.) En Química Orgánica de productos naturales bajo la dirección de Hans Brockmann .
Wimmer trabajó en la Universidad de Göttingen como investigador asociado e instructor hasta 1964. Sin embargo, intrigado por la química de las células vivas, cambió sus intereses de investigación en 1964 y se unió a Gordon Tener en el Departamento de Bioquímica de la Universidad de Columbia Británica en Vancouver. , Columbia Británica, Canadá, para estudiar la transferencia de ARN . Luego, en 1966, trabajó con Manfred E. Reichmann en el Departamento de Botánica de la Universidad de Illinois para estudiar los virus de las plantas.
En 1968, durante una visita de cinco meses al laboratorio de David Baltimore en el MIT , Wimmer conoció el poliovirus , el agente infeccioso de su elección hasta el día de hoy. Entre 1968 y 1974 enseñó y realizó investigaciones en el Departamento de Microbiología de la Escuela de Medicina de la Universidad de Saint Louis en Missouri . Él y su familia se mudaron a la Universidad de Stony Brook en Long Island, Nueva York , en 1974 para unirse al Departamento de Microbiología de la Facultad de Medicina, un entorno académico en el que todavía participa activamente hoy. En 1979 fue ascendido a profesor en la Universidad de Stony Brook y de 1984 a 1999 se desempeñó como presidente del departamento. Wimmer fue honrada como Profesora Distinguida de la Universidad Estatal de Nueva York en Stony Brook en 2002. [1]
Wimmer está casada desde 1965 con Astrid née Brose, una fisioterapeuta alemana, quien obtuvo su Ph.D. en Literatura Comparada en la Universidad de Stony Brook en 1988. Tienen dos hijos.
Intereses de investigación
Originalmente formado como químico orgánico, Wimmer desarrolló una profunda comprensión y fascinación por los virus como entidades biológicas replicantes (vivas), así como agregados (no vivos) de compuestos orgánicos, o "como sustancias químicas con un ciclo de vida". [2] [3] Después de trabajar en la estructura de los ARNt y la estructura de un virus de ARN vegetal (virus satélite de la necrosis del tabaco ), Wimmer decidió estudiar el poliovirus en 1968. El poliovirus es la causa de la terrible enfermedad de la poliomielitis , que puede causar enfermedades irreversibles. parálisis flácida e incluso la muerte. Ni la biología molecular de la proliferación de poliovirus ni el mecanismo de su patogénesis se conocían en los años sesenta.
El principal logro inicial de Wimmer, encabezado por Naomi Kitamura y otros miembros de su laboratorio, fue la elucidación en 1981 de la estructura y organización genética del genoma del poliovirus, [4] la primera secuencia de un virus ARN eucariota . La estructura primaria del genoma era única en ese momento entre los virus de ARN, ya que estaba 3 'poliadenilado [5] y 5' unido covalentemente a una proteína llamada VPg . [6] Aniko Paul demostró más tarde que VPg era un cebador en la replicación del ARN. [7] El mapa de genes resultante proporcionó evidencia irrefutable de la existencia de la poliproteína , el único polipéptido que sintetiza el poliovirus. Las poliproteínas, postuladas por primera vez por David Baltimore , son un sello distintivo de la expresión génica en muchos virus y en todos los retrovirus . El laboratorio de Wimmer no solo proporcionó pruebas de la poliproteína, sino que también identificó en gran medida la vía por la cual la poliproteína se procesa en polipéptidos funcionales , [8] donde Bert L. Semler mostró que las escisiones ocurren predominantemente en sitios Q ^ G conservados evolutivamente. Estos estudios fueron la base para el descubrimiento del “sitio de entrada interno al ribosoma” ( IRES ) en un genoma de picornavirus por Sung Key Jang (1988), [9] [10] descrito de forma independiente también por Nahum Sonenberg y sus colegas. Los elementos IRES permiten el inicio de la síntesis de proteínas de una manera independiente del casquete, lo que viola un dogma de larga data en la síntesis de proteínas de las células eucariotas. Los IRES ahora han encontrado un amplio reconocimiento en biología celular y su aplicación en biotecnología. Un poliovirus oncolítico quimérico IRES [PV (RIPO)], construido originalmente en el laboratorio de Wimmer, [11] ha sido desarrollado ahora por Matthias Gromeier en la Universidad de Duke para el tratamiento del glioma humano.
Wimmer es co-descubridor del receptor de poliovirus CD155, [12] una molécula de adhesión celular [13] y antígeno tumoral, cuya expresión está regulada por la vía del erizo sónico. [14] Una colaboración de una década con el laboratorio de Michael Rossmann y Steffen Mueller en el laboratorio de Wimmer ha producido la estructura cristalina de los dos dominios externos de CD155, un logro que ha resuelto la arquitectura del complejo poliovirus / receptor. [15]
En 1991, Molla, Paul y Wimmer publicaron la primera síntesis de novo libre de células de cualquier virus. [2] [16] Este experimento ha dado lugar a estudios bioquímicos del ciclo de vida completo del poliovirus en extractos citoplasmáticos de células de mamíferos sin tratamiento previo. Desde entonces, muchos investigadores han utilizado esta estrategia que involucra un "jugo" celular sin la barrera de una membrana celular, de núcleos o de mitocondrias, para el estudio de pasos clave en la traducción y replicación del genoma de poliovirus.
Utilizando la secuencia de nucleótidos del genoma descifrada en 1981, Wimmer siguió el trabajo publicado en 1991 sintetizando químicamente el genoma en forma de ADN bicatenario ("ADNc"), que luego se transcribió enzimáticamente [16] en ARN del genoma y "Arrancado a la vida" en el sistema libre de células. [3] Este trabajo, publicado en 2002 por Cello, Paul y Wimmer, fue la primera síntesis de probeta de un organismo en ausencia de una plantilla natural lograda fuera de las células vivas. [3] La síntesis de poliovirus atrajo la atención mundial, grandes elogios, burlas y una feroz condena. [17] Varios años después, Wimmer publicó un ensayo en EMBO Reports en el que reflexionaba sobre cuestiones acaloradamente debatidas que generó este nuevo tipo de investigación (cuestiones éticas, cuestiones sobre la erradicación global del poliovirus, preocupaciones de la “investigación de doble uso”). [18] Además de proporcionar una "prueba de principio", el experimento anunció la síntesis total de organismos con ordenadores como padres, una estrategia que permite investigar la estructura y función de la biología de un organismo hasta un punto hasta ahora imposible. [19] Mientras tanto, la biología sintética ha dado lugar a un nuevo tipo de genética de virus de ARN [20] y se ha utilizado para desarrollar métodos rápidos para la síntesis química asistida por computadora de genomas virales recodificados. Esta estrategia permite generar nuevas vacunas en muy poco tiempo. [21] [22] [23]
Recientemente, el laboratorio de Wimmer ha dilucidado el paso clave en la morfogénesis del poliovirus que ha sido esquivo durante décadas. [24]
Premios y honores
- Loeffler-Frosch Medaille 2014 por la Gesellschaft für Virologie de Alemania, Austria y Suiza (2014)
- Academia Nacional de Ciencias (2012).
- Robert-Koch-Stiftung Berlín (2012)
- Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia (2009)
- Deutsche Akademie der Naturforscher Leopoldina von 1652 (1998)
- Academia Estadounidense de Microbiología (1994)
- Robert-Koch-Medal en oro por logros de por vida en enfermedades infecciosas de Robert-Koch-Stiftung , Berlín (2012)
- Certificado de reconocimiento especial del Congreso. 2012.
- Village Times Herald "Hombre del año en medicina" (2012).
- Premio de Virología MW Beijerinck de la Real Academia Holandesa de Artes y Ciencias (2011)
- Premio Lifetime Achievement Award, The Research Foundation of the State University of New York (abril de 2008)
- Profesor distinguido de la Universidad de Stony Brook (2002)
- Alexander von Humboldt Forschungspreis (1996)
- Premios al mérito de los NIH (1988, 1998)
- Investigador altamente citado, Instituto de Información Científica (1981-presente) [1]
Bibliografía
- Genética viral. Editores invitados Eckard Wimmer y Rob Goldbach. En "Opinión Actual en Genética y Desarrollo". Current Biology LTD. Vol. 2, N ° 1, 1992
- Receptores celulares para virus animales. Editado por Eckard Wimmer. Prensa de laboratorio Cold Spring Harbor . Cold Spring Harbor, Nueva York, 1994
- Señales de ARN en la replicación del genoma de enterovirus y rinovirus. En: "Seminarios de Virología". Editor invitado Eckard Wimmer. Prensa académica. Vol. 8 de octubre de 1997.
- Biología molecular de los picornavirus. Editado por Bert L. Semler y Eckard Wimmer. Prensa de ASM, Washington, DC, 2002.
- Explorando el papel de los medicamentos antivirales en la erradicación de la poliomielitis. Informe del taller 2006. SL Katz, R. Andino, D. Joseph-McCarthy, JF Modlin, N. Nathanson, RJ Whitley, E. Wimmer. Consejo Nacional de Investigaciones (Academia Nacional de Ciencias); Prensa de las Academias Nacionales Washington, DC, EE. UU.
- Picornaviren - Grundlagen. Eckard Wimmer und Aniko Paul. "Medizinische Virologie, 2ª ed., WH Gerlach y HW Doer, Eds., Georg Thieme Verlag, 2009. (en alemán)
Referencias
- ↑ a b Gupta, Sujata (5 de febrero de 2013). "Perfil de Eckard Wimmer" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 110 (6): 1973-1975. doi : 10.1073 / pnas.1221558110 . PMC 3568298 . PMID 23277540 . Consultado el 24 de abril de 2013 .
- ^ a b Molla, Akhteruzzaman; Paul, AV; Wimmer, Eckard (1991). "Célula libre, síntesis de novo de poliovirus". Ciencia . 254 (5038): 1647–1651. doi : 10.1126 / science.1661029 . PMID 1661029 .
- ^ a b c Violonchelo, j; Paul, A .; Wimmer, Eckard (2002). "Síntesis química de cDNA de poliovirus: generación de virus infecciosos en ausencia de plantilla natural". Ciencia . 297 (5583): 1016–1018. doi : 10.1126 / science.1072266 . PMID 12114528 .
- ^ Yogo, Y; Wimmer, Eckard (1972). "Estudios de secuencia de Poliovirus RNA II Poliadenylic Acis en 3'-Terminal de Poliovirus RNA" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 69 : 1877–1882. doi : 10.1073 / pnas.69.7.1877 . PMC 426823 . PMID 4340162 .
- ^ Lee, YF; Nomoto, A .; Detjen, BM; Wimmer, E. (1977). "Una proteína unida covalentemente al ARN del genoma del poliovirus" . Proc. Natl. Acad. Sci. USA . 74 : 59–63. doi : 10.1073 / pnas.74.1.59 . PMC 393196 . PMID 189316 .
- ^ Kitamura, N .; Semler, BL; Rothberg, PG; Larsen, GR; Adler, CJ; Dorner, AJ; Emini, EA; Hanecak, R .; Lee, JJ; van der Werf, S .; Anderson, CW; Wimmer, E. (1981). ". Estructura primaria, organización de genes y expresión polipeptídica del ARN de poliovirus". Naturaleza . 291 (5816): 547–553. doi : 10.1038 / 291547a0 . PMID 6264310 .
- ^ Paul, Aniko V .; v Boom, J .; Filippov, D .; Wimmer, E. (1998). "Síntesis de ARN cebado por proteínas por polimerasa de ARN de poliovirus purificada". Naturaleza . 393 (6682): 280–4. doi : 10.1038 / 30529 . PMID 9607767 .
- ^ Kräusslich; Wimmer, E (1988). "Proteinasas virales". Annu. Rev. Biochem . 57 : 701–754. doi : 10.1146 / annurev.bi.57.070188.003413 . PMID 3052288 .
- ^ Jang, SK; Kräusslich, H.-G .; Nicklin, MJH; Duke, GM; Palmenberg, AC; Wimmer, E. (1988). "Evidencia in vitro para la entrada interna por la maquinaria traslacional en la región 5 'no traducida del ARN del virus de la encefalomiocarditis". J. Virol . 62 : 2636–2643.
- ^ Davies, SK; Davies, MV; Kaufman, RJ; Wimmer, E (1989). "Inicio de la síntesis de proteínas por entrada interna de ribosomas en la región 5 'no traducida del ARN del virus de la encefalomiocarditis in vivo". J. Virol . 63 : 1651-1660.
- ^ Gromeier, M .; Lachmann, S .; Rosenfeld, MR; Gutin, PH; Wimmer, E (2000). "Recombinantes de poliovirus intergenéricos para el tratamiento del glioma maligno" . Proc. Natl. Acad. Sci. USA . 97 : 6803–6808. doi : 10.1073 / pnas.97.12.6803 . PMC 18745 . PMID 10841575 .
- ^ Mendelsohn, CL; Wimmer, E .; Racaniello, VR (1989). "Receptor celular para poliovirus: clonación molecular, secuencia de nucleótidos y expresión de un nuevo miembro de la superfamilia de inmunoglobulinas". Celular . 56 (5): 855–865. doi : 10.1016 / 0092-8674 (89) 90690-9 . PMID 2538245 .
- ^ Mueller, S .; Wimmer, E. (2003). "Reclutamiento de Nectin-3 para las uniones célula-célula a través de la interacción trans-heterofílica con CD155, un receptor de vitronectina y poliovirus que se localiza en microdominios de membrana que contienen integrina αvβ3" . J. Biol. Chem . 278 (33): 31251–31260. doi : 10.1074 / jbc.M304166200 . PMID 12759359 .
- ^ Solecki, D .; Gromeier, M .; Mueller, S .; Bernhardt, G .; Wimmer, E. (2002). "La expresión del gen CD155 / receptor de poliovirus humano es activada por Sonic Hedgehog" . J. Biol. Chem . 277 : 25697–25702. doi : 10.1074 / jbc.m201378200 . PMID 11983699 .
- ^ Zhang, P .; Mueller, S .; Morais, MC; Bator, CM; Bowman, VD; Hafenstein, S .; Wimmer, E .; Rossmann, M. G (2008). "Estructura cristalina de CD155 y estudios de microscopía electrónica de sus complejos con poliovirus" . Proc. Natl. Acad. Sci. USA . 105 : 18284–18289. doi : 10.1073 / pnas.0807848105 . PMC 2587566 . PMID 19011098 .
- ^ a b S. Bradley; J. Wimmer; E., Studier, FW y Dunn, JJ (1986). "Síntesis de ARN de poliovirus infeccioso por ARN polimerasa T7 purificada" . Proc. Natl. Acad. Sci. USA . 83 : 2330–2334. doi : 10.1073 / pnas.83.8.2330 . PMC 323290 . PMID 3010307 .CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
- ^ Pollack, Andrew. "LOS CIENTÍFICOS CREAN UN POLIO VIRUS" . The New York Times . Consultado el 19 de abril de 2013 .
- ^ Wimmer, Eckard (2006). "La síntesis de probeta de poliovirus: la simple síntesis de un virus tiene implicaciones sociales de gran alcance" . Informes EMBO . 7 : S3 – S9. doi : 10.1038 / sj.embor.7400728 . PMC 1490301 . PMID 16819446 .
- ^ Wimmer, Eckard; Paul, A. (2011). "Poliovirus sintético y otros virus de diseño: ¿qué hemos aprendido de ellos?". Annu. Rev. Microbiol . 65 : 583–609. doi : 10.1146 / annurev-micro-090110-102957 .
- ^ Song, Y .; Liu, Y .; Ward, CB; Mueller, S .; Futcher, B .; Skiena, S .; Paul, AV; Wimmer, E. (4 de septiembre de 2012). "Identificación de dos elementos de ARN funcionalmente redundantes en la secuencia codificante de poliovirus mediante diseño generado por computadora" . Proc. Natl. Acad. Sci. USA . 109 (36): 14301-14307. doi : 10.1073 / pnas.1211484109 . PMC 3437848 . PMID 22886087 .
- ^ Meuller, S; Papamichael D; Coleman JR; Skiena S; Wimmer E (2006). "La reducción de la tasa de síntesis de proteínas de poliovirus a través de la desoptimización de codones a gran escala provoca la atenuación de la virulencia viral al reducir la infectividad específica" . J. Virol . 80 : 9687–9696. doi : 10.1128 / jvi.00738-06 . PMC 1617239 . PMID 16973573 .
- ^ Coleman, JR; Papamichail D; Skiena S; Futcher B; Wimmer E; Mueller S. (2008). "Atenuación del virus por cambios a escala del genoma en el sesgo del par de codones" . Ciencia . 320 (5884): 1784-1787. doi : 10.1126 / science.1155761 . PMC 2754401 . PMID 18583614 .
- ^ Mueller, S; Coleman, JR; Papamichail, D .; Ward, CB; Nimnual, A .; Futcher, B .; Skiena, S .; Wimmer, E (2010). "Vacunas de virus de influenza vivos atenuados por diseño racional asistido por computadora" . Nat. Biotechnol . 28 : 723–727. doi : 10.1038 / nbt.1636 . PMC 2902615 . PMID 20543832 .
- ^ Liu, Y .; Wang, C .; Mueller, S .; Paul, A .; Wimmer, E .; Jiang, P (2010). "Se requiere una interacción directa entre las proteínas 2CATPasa y VP3 para la morfogénesis de los enterovirus" . PLoS Pathogens . 6 (8): e1001066. doi : 10.1371 / journal.ppat.1001066 . PMC 2928791 . PMID 20865167 .
enlaces externos
- Página de la facultad del Departamento de Genética Molecular y Microbiología de la Universidad de Stony Brook : Eckard Wimmer
Síntesis de poliovirus