George Church (genetista)

George McDonald Church (nacido el 28 de agosto de 1954) es un genetista, ingeniero molecular, químico, emprendedor en serie y pionero estadounidense en genómica personal y biología sintética. Es profesor Robert Winthrop de genética en la Facultad de Medicina de Harvard, profesor de ciencias y tecnología de la salud en la Universidad de Harvard y el Instituto de Tecnología de Massachusetts, y miembro fundador del Instituto Wyss de Ingeniería de Inspiración Biológica de la Universidad de Harvard.

A través de su laboratorio de Harvard, Church ha cofundado alrededor de 50 empresas de biotecnología. En 2018, el laboratorio Church de Harvard escindió 16 empresas de biotecnología en un año. El laboratorio de Church trabaja en proyectos de investigación que se distribuyen en diversas áreas de la biología moderna como biología del desarrollo, neurobiología, procesamiento de información, genética médica, envejecimiento, genómica, terapia génica, diagnóstico, química y ciencia. bioingeniería, biología espacial & genética espacial y ecosistema. Los desarrollos de investigación y tecnología en el laboratorio de Church han impactado o hecho contribuciones directas a casi todos los procesos de "secuenciación de próxima generación (NGS)" Métodos y empresas.

En 2017, la revista Time lo incluyó en Time 100, la lista de las 100 personas más influyentes del mundo. En 2022, Fierce Pharma lo incluyó entre las personas más influyentes en biofarmacia y fue incluido entre los top 8 genetistas famosos de todos los tiempos en la historia de la humanidad. A partir de enero de 2023, Church es miembro del Boletín de científicos atómicos. Junta de Patrocinadores.

Vida temprana y educación

Church nació el 28 de agosto de 1954 en la Base de la Fuerza Aérea MacDill en Tampa, Florida, y creció en la cercana Clearwater, Florida. Asistió a la escuela secundaria en el internado preparatorio Phillips Academy, en Andover, Massachusetts, de 1968 a 1972. Luego asistió a la Universidad de Duke, donde obtuvo una licenciatura. Licenciatura en zoología y química en dos años.

En el otoño de 1973, Church comenzó su trabajo de investigación en la Universidad de Duke con el profesor asistente de bioquímica Sung-Hou Kim, trabajo que continuó un año más tarde en un programa de posgrado en bioquímica en Duke con una beca de la Fundación Nacional de Ciencias.

Como informó Peter Miller sobre Church para la serie National Geographic, "The Innovators":

Como estudiante graduado en Duke... utilizó cristalografía de rayos X para estudiar la estructura tridimensional de ARN "transfer" que decodifica el ADN y lleva instrucciones a otras partes de la célula. Fue una investigación innovadora, pero la Iglesia pasó tanto tiempo en el laboratorio —hasta cien horas a la semana— que descuidaba sus otras clases [en el otoño de 1975].

Como resultado, Church no cumplió con las políticas académicas de posgrado de Duke y fue retirado del programa de grado en enero de 1976. Le dijeron que "[esperamos] que cualquier problema... haya contribuido a su falta de éxito... en Duke no le impedirá seguir con éxito una carrera productiva." El trabajo dio lugar a publicaciones que incluyen un informe PNAS con Church como autor principal sobre un modelo temprano de interacciones moleculares entre el surco menor del ADN bicatenario y las cintas β de las proteínas.

Church volvió a realizar trabajos de posgrado en la Universidad de Harvard en 1977 con Walter Gilbert y completó un doctorado en bioquímica y biología molecular trabajando en elementos genéticos móviles dentro de intrones de genes de inmunoglobulinas mitocondriales de levadura y de ratón (1984).

Carrera

Después de completar su trabajo doctoral, Church pasó seis meses de 1984 en Biogen, el laboratorio industrial donde Gilbert había trasladado una parte considerable de su antiguo grupo de Harvard. A esto le siguió poco después una beca postdoctoral de la Life Sciences Research Foundation en la Universidad de California, San Francisco, con Gail R. Martin, miembro de la Academia Nacional de Ciencias y descubridora conjunta de una técnica para extraer células madre embrionarias de ratón.

Church se unió a la facultad de la Facultad de Medicina de Harvard como profesor asistente en 1986. Church es ahora profesora Robert Winthrop de Genética en la Facultad de Medicina de Harvard y miembro de la facultad de ciencias y tecnología de la salud de Harvard-MIT. También fue miembro fundador del Instituto Wyss de Ingeniería de Inspiración Biológica de la Universidad de Harvard.

Church se ha desempeñado como director del Centro de Tecnología de Bioenergía de Harvard, financiado por un premio plurianual del Departamento de Energía de EE. UU., y del Centro de Excelencia en Ciencias Genómicas (CEGS) de Harvard, financiado por un proyecto de tipo P50. Premio del Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano (NHGRI), parte de los Institutos Nacionales de Salud.

Cofundó Veritas Genetics y su filial europea y latinoamericana, Veritas Intercontinental, con la idea de llevar los beneficios de los datos genómicos a millones de personas en todo el mundo.

Church fue elegido miembro de la Academia Nacional de Ingeniería en 2012 por sus contribuciones a las tecnologías de secuenciación del genoma humano y la síntesis y ensamblaje del ADN.

En 2018, Church cofundó Nebula Genomics, una empresa de genómica personal que ofrece un servicio de secuenciación del genoma completo. La compañía dice que está desarrollando su propia blockchain, con el propósito de mejorar la privacidad y la seguridad y al mismo tiempo brindar la posibilidad a las personas de tener una secuenciación gratuita a cambio de sus datos genómicos y personales pero, a pesar de eso, la reidentificación de las personas a partir de los datos genéticos aún podrían ser posibles (el ADN en sí es un identificador único), las fuerzas del orden aún podrían emitir órdenes de registro o citar los datos y esta tecnología, dado también el hecho de que es difícil de implementar, aún podría ser vulnerable a violaciones de datos.

En 2021, Church se unió como cofundador de HLTH.network (anteriormente Shivom), una startup de blockchain de atención médica que creó el primer mercado global de análisis e intercambio de datos genómicos del mundo. HLTH.network pretende ser el "primer protocolo de capa base del mundo para datos de salud globales".

Instituto de Regénesis de la Iglesia George: colaboración con BGI Group, China

Desde 2007, Church ha formado parte del consejo asesor científico de BGI Group, que ha sido designado como una empresa militar china por el Departamento de Defensa de Estados Unidos.

En 2017, BGI estableció el "Instituto de Regénesis George Church", una colaboración de investigación entre el laboratorio de Church y alrededor de una docena de empleados de BGI en China. El Dr. Xun Xu, director ejecutivo de BGI Group, dijo:

El profesor George Church es una leyenda en este campo por sus logros creativos en la edición de genes y la síntesis del genoma. Con el apoyo de la plataforma tecnológica avanzada de China National GeneBank, la colaboración entre BGI y la Iglesia Profesora reunirá los mejores recursos y talentos para superar los problemas actuales de cuello de botella y mejorar aún más la tecnología.

El 18 de febrero de 2020, Nebula Genomics, una empresa de genómica personal fundada por Church, anunció que se había asociado con BGI; Las muestras de saliva enviadas a Nebula Genomics para su decodificación son luego enviadas por la empresa a los laboratorios BGI en Hong Kong para su secuenciación. Nebula Genomics dijo que esta asociación se hizo para reducir el costo de la secuenciación del genoma completo (ofrecen secuenciación del genoma completo 30 veces por $299), ya que normalmente tiene un costo que la hace inaccesible para la mayoría de las personas.

Investigación

Church es conocido por sus contribuciones profesionales en la secuenciación de genomas y la interpretación de dichos datos, en biología sintética e ingeniería genómica, y en un área emergente de la neurociencia que propone mapear la actividad cerebral y establecer un "conectoma funcional" 34;. Church es conocido por ser pionero en los campos especializados de genómica personal y biología sintética. Ha cofundado empresas comerciales que abarcan estas áreas y otras, desde la química de productos ecológicos y naturales hasta las pruebas de agentes infecciosos y la producción de combustible, incluidas Knome, LS9 y Joule Unlimited (empresas de genómica humana, química ecológica y combustible solar, respectivamente).

La Iglesia y los fundamentos de la genómica

Con Walter Gilbert, Church publicó el primer método de secuenciación genómica directa en 1984. En esa publicación se describe la aplicación cíclica de fluidos a una fase sólida alternando con imágenes, además de evitar la clonación bacteriana, estrategias que todavía se utilizan en la actualidad dominante. Tecnologías de secuenciación de próxima generación. Estas tecnologías comenzaron a afectar la secuenciación a escala del genoma en 2005. Church también ayudó a iniciar el Proyecto Genoma Humano en 1984. Inventó los conceptos ampliamente aplicados de multiplexación molecular y etiquetas de códigos de barras, y su genoma fue el quinto genoma humano completo jamás secuenciado. Church fue la primera persona en poner a disposición de los investigadores sus registros médicos y su genoma. La transferencia de tecnología de secuenciación automatizada y software desde su laboratorio de Harvard a Genome Therapeutics Corp. dio como resultado la primera secuencia del genoma bacteriano y el primer genoma comercial (el patógeno humano Helicobacter pylori) en 1994. Church fue co-inventor de secuenciación de nanoporos en 1995, que ahora está disponible comercialmente (por ejemplo, Oxford Nanopore Technologies), pero no en la forma plasmada en la contribución de Church a las patentes originales.

Para ayudar en la interpretación y el intercambio de genomas, Church inició el Proyecto Genoma Personal (PGP) en 2005, proporcionando los únicos conjuntos de datos de rasgos y genoma humano de acceso abierto del mundo. Ocho tríos (madre, padre e hijo) del Proyecto Genoma Personal están en proceso de ser elegidos para actuar como estándares primarios del genoma (materiales de referencia) para el programa genomeinabottle.org del NIST+FDA.

Church anunció además su intención de publicar su ADN a través de NFT y utilizar las ganancias obtenidas con su venta para financiar la investigación realizada por Nebula Genomics. En junio de 2022, debido a las condiciones del mercado en ese momento, se publicaron 20 NFT con su imagen en lugar de los NFT originalmente planeados con su ADN. A pesar de generar reacciones encontradas, el proyecto se considera parte de un esfuerzo por utilizar los datos genéticos de 15.000 individuos para apoyar la investigación genética. Al utilizar NFT, el proyecto quiere garantizar que los usuarios que envíen sus datos genéticos puedan recibir un pago directo por sus contribuciones.

Biología sintética e ingeniería genómica

Church ha desarrollado conjuntamente la "ingeniería genómica" tecnologías desde 1997 mediante recombinación homóloga general (recA y lambda-red) o mediante nucleasas de secuencia específica. Desde 2004, su equipo ha desarrollado el uso de sintetizadores de matrices de ADN (también conocidos como chips de ADN) para bibliotecas combinatorias y el ensamblaje de grandes segmentos del genoma. Co-desarrolló la Ingeniería Automatizada del Genoma Multiplex (MAGE) y optimizó CRISPR/Cas9, descubierto por Jennifer Doudna y Emmanuelle Charpentier para diseñar una variedad de genomas que van desde levadura hasta humanos. El uso de CRISPR en su laboratorio en células madre pluripotentes inducidas humanas (hiPS) es el último candidato para la terapia génica precisa.

Su equipo es el primero en abordar un cambio a escala genómica en el código genético. Esto se hizo en un genoma de 4,7 millones de pares de bases de un microbio útil industrial (E. coli) con el objetivo de crear una cepa más segura y productiva; esta cepa utiliza aminoácidos no proteinógenos en las proteínas y está metabólica y genéticamente aislada de otras especies.

Ha coinventado varios usos para el ADN, incluidos detectores de materia oscura (partículas masivas de interacción débil (WIMP), "nanorobots" anticancerígenos y estrategias para el almacenamiento de datos digitales que ya no existen). un millón de veces más denso que las unidades de disco convencionales. Junto con la polimerasa, el ADN se puede utilizar para detectar y almacenar variaciones en fotones, nucleótidos o iones.

La iniciativa BRAIN

Church formó parte de un equipo que, en un comentario científico de 2012, propuso un mapa de actividad cerebral, más tarde denominado Iniciativa BRAIN (Investigación del cerebro a través del avance de neurotecnologías innovadoras). Describieron técnicas experimentales específicas que podrían usarse para lograr lo que denominaron un "conectoma funcional", así como nuevas tecnologías que deberán desarrollarse en el curso del proyecto, incluidos métodos inalámbricos y mínimamente invasivos para detectar y manipular la actividad neuronal, ya sea utilizando microelectrónica o biología sintética. En uno de esos métodos propuestos, el ADN producido enzimáticamente serviría como un "grabador" de la actividad neuronal.

Terapia génica, envejecimiento y reversión de la edad

Church trabajó en vectores virales adenoasociados diseñados para evadir las respuestas inmunes e inflamatorias innatas. La investigación se publicó en Science Translational Medicine en 2021 y mostró la posibilidad de una terapia génica menos inmunogénica con los nuevos virus adenoasociados (AAV) editados con TLR9 como un vector viral más seguro. Basándose en la investigación, Church y un postdoctorado de su laboratorio, que también fue el primer autor de la investigación, cofundaron Ally Therapeutics. En 2017, el laboratorio Church de Harvard creó una terapia génica de combinación única basada en virus adenoasociados (AAV) "para el tratamiento simultáneo de varias enfermedades relacionadas con la edad", detallando la eficacia de la tecnología para mitigar la obesidad. , diabetes tipo II, insuficiencia cardíaca e insuficiencia renal en ratones, y el trabajo se publicó en PNAS. A principios de 2018, se lanzó Rejuvenate Bio desde el laboratorio Church del Instituto Wyss de Harvard para prevenir y tratar varias enfermedades relacionadas con la edad en perros, extendiendo su esperanza de vida en general. En febrero de 2020, Rejuvenate Bio, la empresa cofundada por Church, recibió una licencia mundial exclusiva de la Oficina de Desarrollo Tecnológico de Harvard para comercializar su tecnología de terapia génica. Como dijo el cofundador de Rejuvenate Bio en una entrevista, Church:

La ciencia todavía no ha encontrado una manera de hacer animales complejos como perros vivir para siempre, así que lo mejor que podemos hacer es encontrar una manera de mantener la salud durante el proceso de envejecimiento.

Sin embargo, el progreso del grupo de investigación hacia la terapia génica para el envejecimiento ha sido muy limitado. Un artículo PNAS de 2022 del grupo Church ya ha sido objeto de dos correcciones, una por revelaciones incompletas de conflictos de intereses y otra por duplicación de imágenes.

Biología espacial y genética espacial

Church es miembro del cuerpo docente del Consorcio de Genética Espacial de la Facultad de Medicina de Harvard.

Desextinción, proyecto de resurgimiento del mamut lanudo y Colossal Biosciences

En marzo de 2015, Church y su equipo de investigación genética en Harvard copiaron con éxito algunos genes de mamut lanudo en el genoma de un elefante asiático. Utilizando la técnica de edición de ADN CRISPR, su grupo empalmó segmentos genéticos de especímenes de mamut congelados, incluidos genes de las orejas, la grasa subcutánea y los atributos del cabello, en el ADN de las células de la piel de un elefante moderno. National Geographic, en un artículo titulado "Se podrían crear híbridos mamut-elefante dentro de una década. ¿Deberían serlo?", informó,

Los sueños de la iglesia de ingeniería un mamut híbrido se profundizaron primero después de una entrevista que hizo con el New York Times en 2008 sobre los esfuerzos para secuenciar el genoma de mamut lana.

Esta fue la primera vez que los genes del mamut lanudo habían estado funcionalmente activos desde que la especie se extinguió. Sin embargo, su trabajo no ha sido sujeto de revisión por pares. Church afirmó que "simplemente hacer un cambio en el ADN no es tan significativo". Queremos leer los fenotipos." Para ello, el equipo planea realizar más pruebas para convertir las células híbridas en tejidos especializados y, a partir de ahí, intentar convertir las células híbridas de piel de elefante/mamut en embriones híbridos que puedan cultivarse en úteros artificiales.

El 13 de septiembre de 2021, Church fundó una empresa de biociencias y genética, Colossal Biosciences, con el empresario Ben Lamm. La empresa está intentando utilizar el código genético para revivir al mamut lanudo equipando a elefantes asiáticos con rasgos de mamut.

Laetitia Garriott de Cayeux, fundadora y directora ejecutiva de Global Space Ventures e inversora en Colossal Biosciences, dijo:

En 2014, le pregunté a mi amigo Elon Musk quién sabía quién estaba preparado para hacer cambios profundos en el campo de la genómica, y dijo: Iglesia George. Así que en junio de 2014, visité a George en su laboratorio de Boston. Inmediatamente supe que buscaría una oportunidad para colaborar con George. Global Space Ventures está emocionado de estar respaldando Colossal.

Transferencia de tecnología, impacto traslacional y emprendimiento en serie

A través de su laboratorio de Harvard, Church ha cofundado alrededor de 50 empresas de biotecnología, incluidas Veritas Genetics (genómica humana, 2014, con Mirza Cifric, Preston Estep, Yining Zhao, Joe Thakuria), Warp Drive Bio (productos naturales, 2011, con Greg Verdine y James Wells), Alacris (terapia de sistemas contra el cáncer, 2010, con Hans Lehrach, Bernhard Herrmann y Shahid Imran), Knome (genómica humana, 2007, con Jorge Conde y Sundar Subramaniam), Pathogenica (diagnóstico NGS de microbios y virus , 2009, con Yemi Adesokan), AbVitro (immunomes, 2010, con Francois Vigneault), Gen9 Bio (biología sintética, 2009, con Joseph Jacobson y Drew Endy), EnEvolv (Genome Engineering), Joule Unlimited (SolarFuels, 2007, con Noubar Afeyan y David Berry), LS9 (química verde, 2005, con Chris Somerville, Jay Keasling, Vinod Khosla, Noubar Afeyan y David Berry) y ReadCoor (biología espacial, 2016, con Richard Terry y Evan R. Daugharthy).

Apoyo al consentimiento abierto

Church encabezó el concepto y la implementación de hardware de secuenciación de acceso abierto y datos médicos humanos compartibles. Ha notado el potencial de reidentificación de los participantes humanos en investigaciones y la tendencia de los formularios de consentimiento a ser opacos, proponiendo una alternativa de "consentimiento abierto" para la investigación. mecanismo. Ha participado en la Comisión Presidencial para el Estudio de Cuestiones Bioéticas, advirtiendo sobre el riesgo del ADN sintético y proponiendo reducirlo mediante licencias y vigilancia. Su laboratorio tiene un importante enfoque en ingeniería de bioseguridad.

Apoyo a la educación abierta

Church ha sido uno de los primeros defensores de la educación abierta en línea desde 2002. Es asesor del Proyecto de Educación sobre Genética Personal y ha pasado un día enseñando en The Jemicy School. Ha defendido la ciencia ciudadana, especialmente en los campos de la biología sintética y la genómica personal. Desde 2008, su equipo organiza una conferencia anual sobre Genomas, Entornos y Rasgos (GET) con vídeos gratuitos en línea.

Colaboración de implementación rápida de vacunas

Church es miembro de Rapid Deployment Vaccine Collaborative (RaDVaC), un grupo formado a principios de la pandemia de SARS-CoV-2 para crear una vacuna de código abierto, gratuita y de fácil producción para autoadministración.

Controversias

La iglesia fue financiada en parte de 2005 a 2007 por la Fundación Jeffrey Epstein VI, una organización sin fines de lucro.

Church enfrentó críticas por su respuesta a una pregunta de Der Spiegel donde especulaba que podría ser técnicamente posible crear un neandertal reconstruyendo su ADN y modificando células humanas vivas en consecuencia. Church señaló que no estaba trabajando en tal proyecto.

Ciencia popular

En sus esfuerzos científicos y populares, Church ha promovido el acceso abierto a la secuenciación del genoma y los datos médicos humanos compartibles, así como la educación abierta en línea y la ciencia ciudadana.

Church fue autor del "libro científico más importante" del New Scientist de 2012, Regénesis: cómo la biología sintética reinventará la naturaleza y nosotros mismos con Ed. Regís. Ha participado en entrevistas y videos de noticias, incluso en lugares TED, TEDx y TEDMED, en Charlie Rose, Faces of America y NOVA de PBS, así como en PopSci, EG y The Colbert Report. Es colaborador habitual de publicaciones y vídeos de Edge.org y es miembro de Xconomists, un equipo ad hoc de asesores editoriales para la empresa de medios y noticias tecnológicas, Xconomy.

En 2015, Jeneen Interlandi escribió un artículo en Church para Popular Science titulado "The Church Of George Church: Desde revivir especies extintas hasta cazar materia oscura, ¿puede una sola Los científicos transforman la biología... ¿y nuestras vidas?", donde afirma:

Como un ingeniero, él (iglesia George) tiende a ver el universo no como un conjunto dispar de misterios, sino como una máquina con una gran variedad de botones y palancas, cada una suplica ser empujado y tirado.

Premios y honores

La Iglesia ha recibido acolades incluyendo la elección a la Academia Nacional de Ciencias (en 2011), y la Academia Nacional de Ingeniería (en 2012). He received the American Society for Microbiology Promega Biotechnology Research Award and the Bower Award and Prize for Achievement in Science of the Franklin Institute. Él autorizó a NewScientist "Libro de la ciencia", Regenesis (sobre biología sintética) con Ed Regis.

Otros honores incluyen el Premio Internacional Trienal Steven Hoogendijk en 2010 y el Top 50 de Scientific American dos veces (por "Diseñar vida artificial" en 2005 y "El genoma de 1.000 dólares" en 2006). Newsweek eligió a Church para su publicación "Power of Ideas" reconocimiento en la categoría de Medicina (por el Proyecto Genoma Personal). En septiembre de 2010, Church fue honrado por su trabajo en genética con el premio Mass High Tech All-Star.

Es miembro del Consejo Asesor de Investigación de la Fundación de Investigación SENS.

Vida personal

Church está casada con un miembro de la facultad de genética de la Facultad de Medicina de Harvard, Ting Wu.

Church ha sido franco en su apoyo a seguir un estilo de vida vegano, por razones relacionadas con la salud y con cuestiones medioambientales y morales. Cuando se le preguntó sobre su elección dietética, Church respondió: "He sido vegano de vez en cuando desde 1974, cuando me inspiré al participar en un estudio nutricional del MIT, y de manera bastante estricta desde 2004". Continúa explicando 4 razones:

médico (cholesterol en peces " lácteos), conservación de la energía (hasta 20 veces impacto), crueldad (los animales "orgánicos" están privados de medicamentos que los humanos usan), y riesgos de diseminar patógenos (no sólo la gripe)... El veganismo es un tema para el cual se alinea el amor personal y global de la vida, la salud y la riqueza. Es una pena perder partes de nuestra humanidad y planeta sólo por falta de recetas.

George se identifica como un centientista. El sentientismo es una cosmovisión naturalista que otorga consideración moral a todos los seres sensibles.

En el contexto del Proyecto Genoma Personal, los periodistas de Forbes y Wired han notado la franqueza de Church sobre sus problemas de salud, incluyendo dislexia, narcolepsia y colesterol alto (una de las motivaciones de su dieta vegana). Church tiene muchas de sus mejores ideas durante las breves siestas provocadas por su narcolepsia y, por tanto, no la trata.

Church colaboró con el empresario transhumanista James Clement en el Estudio de Investigación Supercentenario, cuyo objetivo es secuenciar los genomas de supercentenarios con la esperanza de descubrir posibles factores genéticos detrás de su longevidad. A partir de 2023 forma parte de la comisión asesora científica y ética de Enhanced Games.