Џенифер Дудна

Џенифер Ана Дудна (; р. ) — американски биохемичар, која е пионер во уредување со CRISPR, и значително придонела во полињата на биохемијата и генетиката. Таа ја добила Нобеловата награда за хемија во 2020 година, со Емануел Шарпантје, за „развој на метод за уредување на геномот“. Таа е професорка на Катедрата за хемија и на Катедрата за молекуларна и клеточна биологија на Универзитетот во Калифорнија, Беркли. Таа е истражувач на Медицинскиот институт Хауард Хјуз од 1997 година.

Дудна пораснала во Хило, Хаваи. Дипломирала на колеџот Помона во 1985 година и докторирала на „Медицинскиот факултет Харвард“ во 1989 година.

Дудна има многу други стипендии и престижни награди и тие вклучуваат: наградата „Алан Т. Ватерман“ од 2000 година за нејзиното истражување на структурата, како што е и утврдено со рендгенска кристалографија, на рибозимот, и „Наградата за пробив во животните науки“ за CRISPR-Cas9 технологијата за уредување на геном во 2015 година, со Шарпентје. Била ко-примател на наградата „Грубер за генетика“ (2015), наградата „Танг“ (2016), „меѓународната награда за Канада Гарднер“ (2016), и „Јапонската награда“ (2017).

Надвор од научната заедница, таа била прогласена за една од 100. највлијателни луѓе на Тајм во 2015 година (со Шарпентје),King, Mary-Claire. "Time 100 Most Influential People: Emmanuelle Charpentier & Jennifer Doudna ". Time. April 16. 2015. Web. December 25, 2016. и била наведена како второпласирана за личност на годината во Time во 2016 година заедно со другите истражувачи на CRISPR.Park, Alice. "The CRISPR Pioneers: Their Breakthrough Work Could Change the World." Time. N.d. 2016. Web. December 25, 2016. Во 2017 година, таа била главен автор на „Пукнатина во создавањето: генско уредување и незамислива моќ за контрола на еволуцијата“. Jennifer A. Doudna and Samuel H. Sternberg. A Crack in Creation: Gene Editing and the Unthinkable Power to Control Evolution. Houghton Mifflin Harcourt, 2017.

 Ран живот и образование 
Џенифер Дудна е родена на 19 февруари 1964 година во Вашингтон, како ќерка на Дороти Џејн (Вилијамс) и Мартин Кирк Дудна. Нејзиниот татко докторирал по англиска литература на Универзитетот во Мичиген, и нејзината мајка магистрирала по образование. Кога Дудна имала седум години, семејството се преселило на Хаваи за да може нејзиниот татко да работи на Универзитетот на Хаваи во Хило. Мајката на Дудна добила втора магистерска диплома по азиска историја на универзитетот и предавала историја на колеџ во локалната заедница. Растејќи во Хило, Хаваи, Дудна била фасцинирана од еколошката убавина на островот и неговата егзотична флора и фауна. Природата била важен дел од гредењето на нејзиното чувство за љубопитност како и нејзината желба да ги разбере основните биолошки механизми на живиот свет. Ова била придружено со атмосферата на интелектуална потрага што нејзините родители ја поттикнувале од дома. Нејзиниот татко уживал да чита за науката и го исполнил домот со многу книги за наука. Кога Дудна била во шесто одделение, тој и дал примерок од книгата на Џејмс Вотсон од 1968 година за откривањето на структурата на ДНК, „двојната спирала“ , која и претставувала главна инспирација. Дудна, исто така, го развила својот интерес за наука и математика во училиште. Додека го посетувала средното училиште Хило, нејзиниот интерес за науката го негувала наставничката по хемија, г-ѓа Жанет Вонг, која е често наведувана за нејзиното значително влијание во поттикнувањето на научната љубопитност на Дудна. Еден привремен предавач за клетките на ракот дополнително ја охрабрил нејзината потрага и интерес за наука како кариерен избор. Едно лето поминала работејќи во лабораторијата на Универзитетот на Хаваи во Хило кај познатиот миколог Дон Хемес. Дудна дипломирала во средното училиште Хило во 1981 година.

Дудна била студент по биохемија, студирала додипломски студии на колеџот Помона во Клермонт, Калифорнија. За време на првата година, таа следела студии по општа хемија. Тогаш Дудна се сомневала во сопствената способност за продолжување на својата кариера во науката, често размислувала дали да ја смени својата специјализација во француски за втората година на колеџот. Сепак, нејзиниот наставник по француски јазик и предложил да се држи до науката. Нејзините професори по хемија Фред Гриман и Корвин Ханш во Помона имале големо влијание врз неа. Своето прво научно истражување го започнала во лабораторијата на професорката Шерон Панасенко. Таа се стекнала со диплома по биохемија во 1985 година. Дудна го избрала Медицинскиот факултет Харвард за нејзините докторска студии и докторирала по биолошка хемија и молекуларна фармакологија во 1989 година. Нејзиниот докторат бил за систем кој ја зголемува ефикасноста на самореплицираната каталитичка РНК  и била под менторство на Џек В. Шостак.

 Кариера и истражување 
По нејзиниот докторат, таа добила повеќе истражувачки стипендии, меѓу кои стипендија за молекуларна биологија во Општата болница во Масачусетс и стипенција за генетика на Медицинскиот факултет Харвард. Од 1991 до 1994 година, таа била постдокторски стипендист по биомедицински науки на Универзитетот во Колорадо Болдер, каде што работела заедно со Томас Чех.

 Истражување за структурата и функцијата на рибозимот 
Џенифер на почетокот на нејзината кариера работела на откривање на структурата и биолошката функција на ензимите или рибозимите на РНК. Додека била во лабораторијата во Шостак, таа направила ре-инженерство на „каталитичкиот интрон од Tetrahymena Група I“ кој се спојува во вистински каталитички рибозим, копирајќи ги шаблоните на РНК. Фокусот ѝ бил на инженерските рибозими како и разбирање на нивните основни механизми; сепак, таа сфатила дека неможноста да ги види молекуларните механизми на рибозимите е голем проблем. Дудна отишла во лабораторијата на Томас Чех на Универзитетот во Колорадо Болдер за да ја кристализира и за да ја утврди тридимензионалната структура на рибозимот за прв пат, така што структурата на рибозимот може да се спореди со онаа на Ензимите, каталитичките белковини. Овој проект таа го започнала во лабораторијата Чех во 1991 година и го завршила на Универзитетот Јеил во 1996 година. Дудна се приклучила кон Катедрата за молекуларна биофизика и биохемија на Јеил како доцент, во 1994 година. 
мини|Д-р Портрет на Џенифер Дудна од Кристофер Мишел за националните академии

 Структура заснована на дифракција на Х-зраци на активното место на рибозимот на Јеил 
мини|Облик на самоспојувачки интрон со два егзони (прикажани со црвена и сина боја). DS Goodsell, 2005, PDB
На Јеил, групата на Дудна успеала да ја кристализира и да ја открие тридимензионалната структура на каталитичкото јадро на „рибозимот Tetrahymena Група I“. Тие покажале дека јадрото од пет јони на магнезиум се групира во еден регион од доменот P4-P6 на рибозимот, формирајќи хидрофобно јадро околу кое остатокот од структурата може да се свитка. Ова е аналогно, но сепак хемиски различно од начинот на кој белковините обично имаат јадро од хидрофобни аминокиселини. Нејзината група кристализирала и други рибозими, вклучувајќи го и „рибозимот на Хепатит Делта Вирус“. Оваа првична работа за решавање на големи структури на РНК довело до понатамошни структурни студии на внатрешно влезно место на рибозом (IRES) и комплекси на белковината-РНК, како што е „честичката за препознавање сигнал“.

Дудна била унапредена на позицијата професор по молекуларна биофизика и биохемија на Јеил во 2000 година. Во 2000-2001 година, таа била вонреден професор по хемија на Универзитетот Харвард.

 Преселување во Беркли 
Во 2002 година, Дудна му се придружила на сопругот, Џ. Кејт, во Беркли, прифаќајќи позиција како професор по биохемија и молекуларна биологија. Дудна, исто така, добила пристап до синхротронот во „Националната лабораторија Лоренс Беркли“ за нејзините експерименти со дифракција на рендген со голема моќност.

Во 2009 година, таа зела отсуство од Беркли за да работи во Genentech. По два месеци, таа го напуштила Genentech и се вратила во Беркли со помош на колегата Мајкл Марлета  откажувајќи ги сите нејзини обврски да студира CRISPR.

Почнувајќи од 2020 година, Дудна работела на Универзитетот во Калифорнија, Беркли, каде што го водела Институтот за иновативна геномика, кој претставувал соработка помеѓу Беркли и UCSF; потоа била професорка на канцеларката Ли Ка Шинг по биомедицина и здравје; како и претседател на Советодавниот комитет за биологија на канцеларот. Сега, нејзината лабораторија се фокусира на проучување и добивање механистичко разбирање на биолошките процеси кои вклучуваат РНК. Оваа работа е поделена на три главни области: системот CRISPR, интерференција на РНК и транслациона контрола преку MicroRNAs.

 Откритие за уредување на геномот со CRISPR-Cas9 
Дудна била запознаена со CRISPR од Џилијан Банфилд во 2006 година, која ја нашла Дудна преку пребарување на Google, откако впишала „RNAi and UC Berkeley“ во нејзиниот прелистувач, а името на Дудна се појавило на врвот на листата.Jill Banfield: How a curious Google search led me to Jennifer Doudna, Jill Banfield (Berkeley News, published October 7, 2020)Jennifer Doudna's First Reactions to 2020 Nobel Prize Win (published October 7, 2020, to the UC Berkeley channel on YouTube) Во 2012 година, Дудна и нејзините колеги дошле до ново откритие кое го намалиле времето и работата потребни за уредување на геномската ДНК. Нивното откритие се потпирало на белковината наречена Cas9, пронајден во имунолошкиот систем на бактеријата Streptococcus кој соработува со водич РНК и работи како ножици. Белковината го напаѓа својот плен, ДНК на вирусите, и го сече на парчиња, спречувајќи заразување бактеријата. Овој систем првпат бил откриен од Јошизуми Ишино и неговите колеги во 1987 година  и подоцна карактеризиран од Франциско Мохика, но Дудна и Емануел Шарпентје за прв пат покажале дека можат да користат различни РНК за да го програмираат за сечење и уредување на различни ДНК.

Како што CRISPR денес се повеќе и повеќе се користи за уредување и менување на функцијата на повеќеклеточни организми, така Дудна продолжува да биде повикувана како лидер во етиката и моралното прашање на менување на функционирањето на организмот со помош на технологијата CRISPR. Оттогаш, ова откритие е дополнително развивано од многу истражувачки групи  за апликации од фундаментална клеточна биологија, растителни и животински истражувања до третмани за болести вклучувајќи српеста анемија, цистична фиброза, Хантингтонова болест и ХИВ. Неколку други водечки биолози заедно со Дудна повикаа на светски мораториум за секоја клиничка примена на уредување на гени со помош на CRISPR технологијата. Дудна ја поддржува употребата на CRISPR технологијата за соматско уредување на гени, за генски промени кои не се пренесуваат на следната генерација, но не и уредување на гените на герминативните линии. 
лево|мини| Комплекс CRISPR-Cas9
Системот CRISPR создаде нов јасен начин за уредување на ДНК и започна брзање да се патентира техниката. Соработниците на Дудна и UC Berkeley поднеле барање за патент, а истото го направила и група во Broad Institute, поврзана со Технолошкиот институт во Масачусетс и Харвард. Фенг Џанг од Институтот Брод покажал дека CRISPR-Cas9 може да уредува гени во култивирани човечки клетки неколку месеци откако Дудна и Шарпентје го објавиле својот метод. Пред да биде одлучено за апликацијата за патент во UC Berkeley, им беше доделен патент на истражувачите од Broad и UC Berkeley кои поднеле тужба против одлуката.  Во 2017 година, судот одлучил во корист на Broad институтот, кој тврдел дека тие го започнале истражувањето најрано и прво го примениле во инженерството на човечки клетки, со што го поддржувале уредувањето во човечки клетки со докази, но дека групата UC Berkeley ја предложила само оваа апликација. UC Berkeley поднеле жалба со образложение дека тие јасно разговарале и објасниле како да ја направат апликацијата што ја барале Broad. Во септември 2018 година, апелациониот суд одлучил во корист на патентот на Broad институтот. Во меѓувреме, бил одобрен и патентот на UC Berkeley и ко-апликантите за покривање на општата техника. За дополнително да се замагли прашањето, во Европа било одбиено тврдењето на Broad институтот дека први го започнале истражувањето. Одбивањето се должи на процедурална грешка во апликацијата која вклучува различен сет на персонал наведен во тужбата и пријавата за патент, што довело до шпекулации дека групата UC Berkeley ќе преовладува во Европа. Дудна ја основала Caribou Biosciences, компанија за комерцијализација на технологијата CRISPR, во 2011 година. Во септември 2013 година, Дудна ја коосновала Едитас Медицина со Џанг и другите и покрај нивните правни битки, но таа се откажала во јуни 2014 година; Шарпентје потоа ја поканила да се приклучи на CRISPR Therapeutics, но таа одбила. Дудна е исто така соосновач на Caribou spin-off Intellia Therapeutics и Scribe Therapeutics, кои го пионерат CasX, покомпактна верзија и следната генерација на Cas9 кој може ефикасно да ја сече ДНК.

Дополнително на откритието на CRISPR, Дудна открила дека вирусот на хепатит Ц користи необична стратегија за синтеза на вирусни белковини. Оваа работа би можела да доведе до нови лекови за да ги запрат инфекциите без да предизвикаат штета на ткивата на телото.

 Бионауки за мамути 
Во 2017 година, Даудна го коосновала Mammoth Biosciences, технолошки стартап за биоинженерство со седиште во Сан Франциско. Почетното финансирање собрало 23 долари милиони, со серија Б круг на финансирање во 2020 година со собирање 45 долари милиони. Бизнисот е фокусиран на подобрување на пристапот до тестовите за биосензори кои се однесуваат на „предизвиците во здравството, земјоделството, мониторингот на животната средина, биоодбраната и многу повеќе“.

 Одговор на COVID-19 
Почнувајќи од март 2020 година, Дудна организирала обид за користење на технологии базирани на CRISPR за справување со пандемијата COVID-19 заедно со Дејв Севиџ, Роберт Тџијан и други колеги од Институтот за иновативна геномика (IGI), каде што создале центар за тестирање. Овој центар обработува повеќе од 1.000 примероци од пациенти дневно. Mammoth Biosciences објави рецензирана валидација на брза дијагностика за COVID-19 заснована на CRISPR, која е побрза и поевтина од тестовите базирани на qRT-PCR.

Првиот брак на Дудна бил во 1988 година со колега дипломиран студент на Харвард по име Том Грифин, но неговите интереси биле пошироки и помалку фокусирани на истражување од нејзините и затоа тие се развеле неколку години подоцна. Грифин сакал да се пресели во Болдер, Колорадо, каде што Дудна исто така биле заинтересирана да работи со Томас Чех.  Како постдокторски истражувач на Универзитетот во Колорадо, Дудна го запознала Џејми Кејт, дипломиран студент; тие работеле заедно на проектот за кристализирање и одредување на структурата на каталитичкиот регион на интрон P4-P6 од Tetrahymena Група I. Дудна заедно со  Кејт отишле во Јеил, а се венчале во Хаваи во 2000 година. Кејт подоцна станал професор на Технолошкиот институт во Масачусетс, а Дудна го следела во Бостон, но во 2002 година и двајцата прифатиле факултетски позиции во Беркли и заедно се преселиле таму; Кејт ја претпочитал помалку формалната средина на западниот брег од неговите претходни искуства на Универзитетот во Калифорнија, Санта Круз и Националната лабораторија Лоренс Беркли, а на Дудна и се допаднало тоа што Беркли е јавен универзитет.  Кејт моментално е професор во Беркли и работи на квасец за уредување на гените со цел зголемување на нивната целулозна ферментација за производство на биогориво. Дудна и Кејт имаат син, роден во 2002 година, кој сега го посетува Универзитетот во Калифорнија, Беркли и студира електротехника и компјутерски науки.

 Награди и почести 
Додна била стипендист на Серл и ја добила наградата Бекман за млади истражувачи во 1996 година. Во 2000 година, ѝ била доделена наградата Алан Т. Вотерман, највисоката чест на Националната научна фондација која годишно му оддава признание на еден извонреден истражувач на возраст под 35 години, за нејзиното определување на структурата на рибозимот. Во 2001 година, таа ја добила наградата Ели Лили за биолошка хемија на Американското хемиско друштво.

Во 2015 година, заедно со Емануел Шарпентје, таа ја добила наградата за пробив во животните науки за нејзиниот придонес во технологијата за уредување на геномот со CRISPR/Cas9 технологијата. Во 2016 година, заедно со Шарпентје, Feng Zhang, Philippe Horvath и Rodolphe Barrangou, ја добила меѓународната награда Canada Gairdner. Исто така во 2016 година, таа ја добила наградата Хајнекен за биохемија и биофизика. Таа, исто така, била ко-примател на наградата Грубер за генетика (2015), наградата Танг (2016), Јапонската награда (2017) и наградата за медицинскиот центар Албани (2017). Во 2018 година, Додна ја добила наградата NAS за хемиски науки, наградата Перл Мајстер Грингард од Универзитетот Рокфелер, и Медал на честа од Американското здружение за рак. Во 2019 година ја добила наградата Харви на Технион/Израел за 2018 година (заедно со Емануел Шарпентје и Фенг Жанг  и наградата ЛУИ Че Ву во категоријата Подобрување на благосостојбата. Во 2020 година, таа ја добила наградата Волк за медицина (заедно со Емануел Шарпентје).Wolf Prize 2020 Исто така, во 2020 година, на Дудна и Шарпентје им била доделена Нобеловата награда за хемија „за развој на метод за уредување на геномот“.

Таа беше номинирана во Националната академија на науките во 2002 година, во Американската академија на науките и уметностите во 2003 година, Националната академија за медицина во 2010 година и Националната академија на пронаоѓачи во 2014 година. Во 2015 година, заедно со Шарпентје, таа станала соработник на Американската академија за микробиологија. Таа била избрана за странски член на Кралското друштво (ForMemRS) во 2016 година. One or more of the preceding sentences incorporates text from the royalsociety.org website where: Во 2017 година, Дудна ја добила наградата Златна плоча  на Американската академија за достигнувања. Во 2020 година, таа била наградена со стипендија за Гугенхајм. Во 2021 година, папата Франциско ги назначил Дудна и уште две нобеловки Дона Стрикланд и Емануел Шарпентје за членови на Папската академија на науките.

 Библиографија 


 Надворешни врски 



 Биографијата на научникот CRISPR ја истражува етиката на препишување на Кодексот на животот . Интервју со автор, аудио и транскрипт. Свеж воздух, НПР, 8 март 2021 година.

 Наводи 

Категорија:Нобеловки
Категорија:Добитници на Волфовата награда за медицина
Категорија:Добитници на Нобеловата награда за хемија
Категорија:Членови на Националната академија на науките на САД
Категорија:Членови на Папската академија на науките
Категорија:Живи луѓе
Категорија:Добитници на Кавлиевата награда за нанотехнологија
Категорија:Странски членови на Кралското друштво
Категорија:Кристалографи
Категорија:Американски нобеловци
Категорија:Родени во 1964 година
Категорија:Американски биохемичари