Donald D. Brown, embriólogo innovador (1931

Jul 09, 2023

Susan A. Gerbi es profesora de bioquímica George Eggleston en la Universidad de Brown en Providence, Rhode Island. Conoció a Don a finales de la década de 1960, cuando era estudiante de posgrado con Joseph Gall en la Universidad de Yale en New Haven, Connecticut. En 1993 sucedió a Don como presidente de la ASCB.

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Crédito: Institución Carnegie para la Ciencia

Los experimentos de Don Brown revolucionaron nuestra comprensión de cómo un óvulo fertilizado se desarrolla hasta convertirse en un organismo adulto. Su investigación en la interfaz de la biología molecular, la embriología y la bioquímica fue fundamental para cambiar el enfoque de la biología del desarrollo de las observaciones anatómicas a través de microscopios a los estudios mecanicistas de los genes y su regulación. Los primeros trabajos de Brown sobre genes aislados condujeron a la aparición del ADN recombinante, cuando fue posible modificar directamente los genes de los organismos. También sentó las bases para la ingeniería genética dirigida.

Nacido en Cincinnati, Ohio, Brown obtuvo una licenciatura en Dartmouth College en Hanover, New Hampshire, y una maestría en medicina y una maestría en la Facultad de Medicina de la Universidad de Chicago en Illinois. Eligió una carrera en investigación después de una discusión en un club de revistas sobre el clásico artículo de 1953 de James Watson y Francis Crick en Nature sobre la estructura del ADN. Fascinado por cómo se desarrollan los embriones, Brown decidió centrarse en el papel del ADN en el desarrollo.

Después de un año como pasante en el Charity Hospital de Nueva Orleans, Luisiana, y dos años en los Institutos Nacionales de Salud de Bethesda, Maryland, Brown pasó un año de formación en el Instituto Pasteur de París estudiando la regulación genética en bacterias. Fue allí donde nació el campo de la biología molecular; y se sintió estimulado por las discusiones a la hora del almuerzo dirigidas por los futuros premios Nobel Jacques Monod, François Jacob y André Lwoff.

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En 1961, Brown regresó a los Estados Unidos y se unió al Departamento de Embriología de la Institución Carnegie en Baltimore, Maryland, como su primer bioquímico. Permaneció allí hasta su jubilación en 2005, siendo su director de 1976 a 1994, tiempo durante el cual el departamento adquirió fama mundial.

En Carnegie, decidió explorar las bases moleculares del desarrollo embrionario, utilizando la rana africana con garras (Xenopus laevis). En el primer paso de la expresión genética, se copian segmentos de ADN mediante transcripción para producir ARN. En el siguiente paso, los ribosomas (que contienen ARN ribosomal, ARNr) sirven como fábricas celulares para sintetizar proteínas. Junto con el biólogo británico del desarrollo John Gurdon, Brown descubrió que un mutante de Xenopus que carecía de nucléolos (estructuras esféricas dentro del núcleo de la célula) no producía ARNr ni tenía genes de ARNr y, por lo tanto, el nucléolo produce el componente ARNr de los ribosomas.

También dedujo que los óvulos sanos de Xenopus (ovocitos) en el ovario que tienen miles de nucléolos tienen copias adicionales de genes de ARNr. Este descubrimiento de la "amplificación genética" se publicó en un artículo fundamental en 1968 (DD Brown e IB Dawid Science 160, 272-280; 1968); El biólogo celular estadounidense Joseph Gall informó de forma independiente un resultado similar ese mismo año. El hallazgo cuestionó la idea de que todas las células de un organismo tienen una cantidad constante de ADN. Ahora también se reconoce que la amplificación genética puede ser una característica distintiva del cáncer. El trabajo de Brown de 1968 implicó el aislamiento de genes antes de los días de la clonación de ADN, y la enorme cantidad de genes de ARNr amplificados de ovocitos de Xenopus se purificó mediante centrifugación. Esta fue la primera vez que se purificó un gen, y otros utilizaron este material para clonar el primer gen eucariota, iniciando así la era del ADN recombinante.

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A continuación, Brown exploró la regulación de la actividad genética de otro componente del ribosoma: el ARN 5S. En 1979, asistió a la conferencia Gordon sobre Biología del Desarrollo en Andover, New Hampshire, para presentar sus hallazgos. En el evento social de apertura, la noticia sobre los resultados de Brown se extendió como la pólvora. Cuando dio su charla unos días después, todos los presentes ya conocían el remate: la actividad genética estaba controlada por una "región de control interno" que se encontraba en el medio del gen 5S RNA, no antes del gen como antes. esperado.

Poco después, se encontró una proteína que se unía a la región de control interno del gen 5S RNA. Este fue el ejemplo inaugural de un "factor de transcripción específico de un gen". Robert Roeder, que anteriormente había realizado un postdoctorado con Brown, lo purificó, lo clonó y lo secuenció. En estudios posteriores realizados por el biofísico británico Aaron Klug, el factor también se convirtió en el primer ejemplo de una "proteína con dedos de zinc", en la que el zinc está unido a una serie de aminoácidos.

La capacidad de diseñar proteínas con dedos de zinc para que se unan a genes específicos marcó el comienzo de la primera ola de la revolución de la edición del genoma hace dos décadas. La ingeniería genética dirigida, que ahora se practica ampliamente utilizando nucleasas CRISPR-Cas, tiene una deuda formidable con el trabajo de Brown.

Los últimos estudios de Don fueron sobre la metamorfosis de los anfibios. Su identificación de genes controlados por la hormona tiroidea proporcionó información sobre el control hormonal del desarrollo de órganos, el crecimiento celular y la muerte celular programada.

Don era un líder científico. Recibió el Premio al Logro Especial Lasker-Koshland en 2012, organizó la primera Conferencia Gordon de Biología del Desarrollo en 1970 y fue presidente de la Sociedad Estadounidense de Biología del Desarrollo y de la Sociedad Estadounidense de Biología Celular (ASCB). Estuvo comprometido con los científicos jóvenes y fundó y dirigió la Life Sciences Research Foundation, que otorga becas postdoctorales en los Estados Unidos.

Don tenía una visión democrática y de abajo hacia arriba del liderazgo. Publicó perfiles de investigadores en el boletín de la ASCB para que todos se sintieran parte de la "familia" de la sociedad. Era un gran administrador, directo, honesto y accesible. Era un hombre humilde y con un gran sentido del humor. Don fue una persona maravillosa que inspiró a la comunidad científica a través de su investigación, su liderazgo y su tutoría de la nueva generación. Él será extrañado.

Naturaleza620, 271 (2023)

doi: https://doi.org/10.1038/d41586-023-02494-9

El autor no declara intereses en competencia.

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