Gary Bruce Ruvkun (nacido en marzo de 1952, Berkeley, California ) [1] es un americano biólogo molecular en el Hospital General de Massachusetts y profesor de genética en la Escuela de Medicina de Harvard en Boston . [2] Ruvkun descubrió el mecanismo por el cual lin-4 , el primer microARN (miARN) descubierto por Victor Ambros , regula la traducción de los ARN mensajeros objetivo a través del emparejamiento de bases imperfecto a esos objetivos, y descubrió el segundo miARN, let-7, y que se conserva en la filogenia animal, incluso en los seres humanos. Estos descubrimientos de miARN revelaron un nuevo mundo de regulación de ARN a una escala de tamaño pequeño sin precedentes, y el mecanismo de esa regulación. Ruvkun también descubrió muchas características de la señalización similar a la insulina en la regulación del envejecimiento y el metabolismo. Fue elegido miembro de la American Philosophical Society en 2019.
Educación
Ruvkun obtuvo su título universitario en 1973 en la Universidad de California, Berkeley . Su trabajo de doctorado lo realizó en la Universidad de Harvard en el laboratorio de Frederick M. Ausubel , donde investigó genes de fijación de nitrógeno bacteriano . Ruvkun completó estudios posdoctorales con Robert Horvitz en el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) y Walter Gilbert de Harvard. [3]
Investigar
ARNm lin-4
La investigación de Ruvkun reveló que el miARN lin-4 , un ARN regulador de 22 nucleótidos descubierto en 1992 por el laboratorio de Victor Ambros , regula su ARNm objetivo lin-14 formando dúplex de ARN imperfectos para regular a la baja la traducción. La primera indicación de que el elemento regulador clave del gen lin-14 reconocido por el producto del gen lin-4 estaba en la región no traducida 3 ' lin-14 provino del análisis de mutaciones de ganancia de función lin-14 que mostró que son deleciones de elementos conservados en la región sin traducir lin-14 3 '. La supresión de estos elementos alivia la represión normal específica de la etapa tardía de la producción de proteína LIN-14, y lin-4 es necesaria para esa represión por la región no traducida 3 ' normal de lin-14 . [4] [5] En un avance clave, el laboratorio de Ambros descubrió que lin-4 codifica un producto de ARN muy pequeño, que define los miARN de 22 nucleótidos. Cuando Ambros y Ruvkun compararon la secuencia del miARN lin-4 y la región no traducida 3 ' lin-14 , descubrieron que las bases del ARN lin-4 se emparejan con protuberancias y bucles conservados en la región no traducida 3' de la diana lin-14 ARNm, y que la ganancia de lin-14 de mutaciones de función elimina estos sitios complementarios lin-4 para aliviar la represión normal de la traducción por lin-4 . Además, demostraron que la región no traducida 3 'de lin-14 podría conferir esta represión de la traducción dependiente de lin-4 en ARNm no relacionados mediante la creación de ARNm quiméricos que respondían a lin-4 . En 1993, Ruvkun informó en la revista Cell (revista) sobre la regulación de lin-14 por lin-4 . [6] En el mismo número de Cell , Victor Ambros describió el producto regulador de lin-4 como un ARN pequeño. [7] Estos artículos revelaron un nuevo mundo de regulación del ARN a una escala de tamaño pequeño sin precedentes, y el mecanismo de esa regulación. [8] [9] En conjunto, esta investigación ahora se reconoce como la primera descripción de microARN y el mecanismo por el cual miARN parcialmente emparejado :: dúplex de ARNm inhiben la traducción. [10]
microARN, let-7
En 2000, el laboratorio de Ruvkun informó de la identificación del segundo microARN de C. elegans , let-7 , que al igual que el primer microARN regula la traducción del gen diana, en este caso lin-41 , a través del emparejamiento de bases imperfecto a la región 3 'no traducida de ese ARNm. [11] [12] Esto fue una indicación de que la regulación de miARN a través de la complementariedad de 3 'UTR puede ser una característica común, y que es probable que haya más microARN. La generalidad de la regulación de microARN para otros animales fue establecida por el laboratorio de Ruvkun más tarde en 2000, cuando informaron que la secuencia y regulación del microARN let-7 se conserva en la filogenia animal, incluso en humanos. [13] En la actualidad, se han descubierto miles de miARN, lo que apunta a un mundo de regulación genética en este régimen de tamaño.
miARN y ARNip
Cuando Hamilton y Baulcombe descubrieron en 1999 siRNA del mismo tamaño de 21-22 nucleótidos que lin-4 y let-7 en plantas, [14] los campos de RNAi y miRNAs convergieron repentinamente. Parecía probable que los miRNA y siRNA de tamaño similar utilizaran mecanismos similares. En un esfuerzo de colaboración, los laboratorios Mello y Ruvkun demostraron que los primeros componentes conocidos de la interferencia del ARN y sus parálogos, Dicer y las proteínas PIWI, son utilizados tanto por miARN como por ARNip. [15] El laboratorio de Ruvkun en 2003 identificó muchos más miARN, [16] [17] identificó miARN de neuronas de mamíferos, [18] y en 2007 descubrió muchos cofactores de proteínas nuevos para la función de miARN. [19] [20] [21]
C. elegans metabolismo y longevidad
El laboratorio de Ruvkun también ha descubierto que una vía de señalización similar a la insulina controla el metabolismo y la longevidad de C. elegans. Klass [22] Johnson [23] y Kenyon [24] demostraron que el programa de detención del desarrollo mediado por mutaciones en age-1 y daf-2 aumenta la longevidad de C. elegans. El laboratorio de Ruvkun estableció que estos genes constituyen un receptor similar a la insulina y una fosfatidilinositol quinasa aguas abajo que se acoplan al producto del gen daf-16 , un factor de transcripción de Forkhead altamente conservado. Los homólogos de estos genes ahora se han implicado en la regulación del envejecimiento humano. [25] Estos hallazgos también son importantes para la diabetes, ya que los ortólogos de mamíferos de daf-16 (denominados factores de transcripción FOXO) también están regulados por la insulina. El laboratorio de Ruvkun ha utilizado bibliotecas de ARNi de genoma completo para descubrir un conjunto completo de genes que regulan el envejecimiento y el metabolismo. Muchos de estos genes se conservan ampliamente en la filogenia animal y es probable que revelen el sistema neuroendocrino que evalúa y regula las reservas de energía y asigna vías metabólicas basadas en ese estado.
SETG: La búsqueda de genomas extraterrestres
Desde 2000, el laboratorio Ruvkun, en colaboración con Maria Zuber en MIT , Chris Carr (ahora en Georgia Tech) y Michael Finney (ahora un emprendedor biotecnológico de San Francisco) ha estado desarrollando protocolos e instrumentos que pueden amplificar y secuenciar ADN y ARN para buscar por la vida en otro planeta que está ancestralmente relacionado con el Árbol de la Vida en la Tierra. El proyecto Search for Extraterrestrial Genomes, o SETG, ha estado desarrollando un pequeño instrumento que puede determinar secuencias de ADN en Marte (o cualquier otro cuerpo planetario) y enviar la información en esos archivos de secuencias de ADN a la Tierra para compararla con la vida en la Tierra.
Vigilancia inmunitaria innata
En 2012, Ruvkun hizo una contribución original al campo de la inmunología con la publicación de un artículo destacado en la revista Cell que describe un elegante mecanismo para la vigilancia inmune innata en animales que se basa en el monitoreo de las funciones celulares centrales en el huésped, que a menudo son saboteado por toxinas microbianas durante el curso de la infección. [26]
Vida microbiana más allá del Sistema Solar
En 2019, Ruvkun, junto con Chris Carr, Mike Finney y Maria Zuber , [27] presentaron el argumento de que la aparición de vida microbiana sofisticada en la Tierra poco después de enfriarse, y los recientes descubrimientos de Júpiter calientes y migraciones planetarias disruptivas en sistemas de exoplanetas. favorece la propagación de la vida microbiana basada en el ADN por la galaxia. El proyecto SETG está trabajando para que la NASA envíe un secuenciador de ADN a Marte para buscar vida allí con la esperanza de que se descubra evidencia de que la vida no surgió originalmente en la Tierra , sino en otras partes del universo . [28]
Artículos publicados y reconocimiento
A partir de 2018, Ruvkun ha publicado alrededor de 150 artículos científicos. Ruvkun ha recibido numerosos premios por sus contribuciones a la ciencia médica, por sus contribuciones al campo del envejecimiento [29] y al descubrimiento de microARN . [30] Recibió el Premio Lasker de Investigación Médica Básica, [31] el Premio Internacional de la Fundación Gairdner y la Medalla Benjamin Franklin en Ciencias de la Vida. [32] Ruvkun fue elegido miembro de la Academia Nacional de Ciencias en 2008.
Premios
- Premio Lewis S. Rosenstiel 2005 por trabajo distinguido en investigación médica de la Universidad de Brandeis (co-receptor (con Craig Mello , Andrew Fire y Victor Ambros )
- 2007 Premio Trienal Warren , Hospital General de Massachusetts (co-receptor con Victor Ambros )
- Premio Internacional de la Fundación Gairdner 2008 (co-receptor (con Victor Ambros )
- 2008 2008 Medalla Benjamin Franklin en Ciencias de la Vida (co-receptor con Victor Ambros y David Baulcombe )
- Premio de la Fundación Lasker 2008 a la Investigación Médica Básica (co-receptor con Victor Ambros y David Baulcombe )
- 2008 Academia Nacional de Ciencias
- 2009 Premio Louisa Gross Horwitz , Universidad de Columbia (co-receptor con Victor Ambros )
- 2009 Academia Estadounidense de Artes y Ciencias
- Premio Massry 2009 de la Escuela de Medicina Keck , Universidad del Sur de California (co-receptor con Victor Ambros )
- 2009 Instituto de Medicina
- 2011 Premio Internacional Dan David , otorgado por la Universidad de Tel Aviv , Israel (co-receptor con Cynthia Kenyon )
- Premio Dr. Paul Janssen de Investigación Biomédica 2012 con Victor Ambros
- Premio Wolf de Medicina 2014 (co-receptor con Victor Ambros )
- 2015 Breakthrough Prize in Life Sciences (co-receptor con C. David Allis , Victor Ambros , Alim Louis Benabid, Jennifer A. Doudna y Emmanuelle Charpentier).
- Premio March of Dimes 2016 en Biología del Desarrollo (co-receptor con Victor Ambros ) [33]
Referencias
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enlaces externos
- https://www.ruvkun.hms.harvard.edu/
- https://molbio.massgeneral.org/labs/ruvkun-lab/
- https://genetics.hms.harvard.edu/faculty-staff/gary-b-ruvkun página de la facultad de la Facultad de Medicina de Harvard]
- Video (24:32): "Migración de la vida en el universo" en YouTube - Gary Ruvkun, 2019.