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Eckard Wimmer

Eckard Wimmer (nacido el 22 de mayo de 1936) es un virólogo , químico orgánico y distinguido profesor de genética molecular y microbiología alemán-estadounidense 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 posteriormente virus vivos.

Vida y carrera

Eckard Albert Friedrich Wimmer nació el 22 de mayo de 1936 en Berlín, Alemania . Al comienzo de la Segunda Guerra Mundial , cuando Wimmer tenía tres años, su padre murió; Cuando tenía nueve años, su madre huyó junto con él y 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 el ARN de transferencia . Luego, en 1966, trabajó en Estados Unidos 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 , que se convirtió en el agente infeccioso de su elección. Entre 1968 y 1974 enseñó y realizó investigaciones en el Departamento de Microbiología de la Facultad de Medicina de la Universidad de Saint Louis en Missouri . Él y su familia se mudaron a la Universidad Stony Brook en Long Island, Nueva York , en 1974 para unirse al Departamento de Microbiología de la Facultad de Medicina, ambiente académico en el que continuó participando. En 1979 fue ascendido a profesor en la Universidad Stony Brook y de 1984 a 1999 se desempeñó como presidente del departamento. Wimmer fue honrado como Profesor Distinguido de la Universidad Estatal de Nueva York en Stony Brook en 2002. [1]

Wimmer está casado desde 1965 con Astrid, de soltera Brose, una fisioterapeuta alemana que obtuvo su doctorado. en Literatura Comparada en la Universidad Stony Brook en 1988. Tienen dos hijos.

Intereses de investigación

Wimmer, que originalmente se formó como químico orgánico, desarrolló una profunda comprensión y fascinación por los virus como entidades biológicas (vivas) que se replican, así como por 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 en la estructura de un virus ARN vegetal ( virus de la necrosis del tabaco satélite ), Wimmer decidió estudiar el poliovirus en 1968. El poliovirus es la causa de la terrible enfermedad poliomielitis , que puede causar enfermedades irreversibles. parálisis flácida e incluso la muerte. En los años sesenta no se entendía ni la biología molecular de la proliferación del poliovirus ni el mecanismo de su patogénesis .

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 poliadenilada en 3' [5] y unida covalentemente en 5' a una proteína llamada VPg . [6] Aniko Paul demostró más tarde que VPg era un cebador en la replicación del ARN. [7] El mapa genético 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 genética 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 [9] demostró que las escisiones ocurren predominantemente en sitios Q^G preservados 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), [10] [11] descrito de forma independiente también por Nahum Sonenberg y sus colegas. Los elementos IRES permiten el inicio de la síntesis de proteínas de manera independiente de la capa, lo que viola un dogma de larga data en la síntesis de proteínas de las células eucariotas. Los IRES han encontrado ahora un amplio reconocimiento en la biología celular y su aplicación en biotecnología. Matthias Gromeier, de la Universidad de Duke, ha desarrollado ahora un poliovirus oncolítico quimérico IRES [PV (RIPO)], construido originalmente en el laboratorio de Wimmer, [12] para el tratamiento del glioma humano.

Wimmer es codescubridor del receptor CD155 del poliovirus, [13] una molécula de adhesión celular [14] y antígeno tumoral, cuya expresión está regulada por la vía Sonic hedgehog. [15] 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. [dieciséis]

En 1991, Molla, Paul y Wimmer publicaron la primera síntesis de novo , libre de células, de cualquier virus. [2] [17] Este experimento ha llevado a estudios bioquímicos del ciclo de vida completo del poliovirus en extractos citoplasmáticos de células de mamíferos vírgenes. Desde entonces, muchos investigadores han utilizado esta estrategia que implica un “jugo” celular desprovisto de la barrera de una membrana celular, de núcleos o de mitocondrias, para el estudio de pasos clave en la traducción del poliovirus y la replicación del genoma.

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 transcribía enzimáticamente [17] en ARN genómico y “arrancado a la vida” en el sistema libre de celdas. [3] Este trabajo, publicado en 2002 por Cello, Paul y Wimmer, fue la primera síntesis en probeta de un organismo en ausencia de una plantilla natural lograda fuera de las células vivas. [3] La síntesis del poliovirus atrajo la atención mundial, grandes elogios, burlas y una feroz condena. [18] Varios años después, Wimmer publicó un ensayo en EMBO Reports reflexionando sobre temas acaloradamente debatidos que generó este nuevo tipo de investigación (cuestiones éticas, preguntas sobre la erradicación global del poliovirus, preocupaciones sobre la “investigación de doble uso”). [19] Además de proporcionar una "prueba de principio", el experimento anunció la síntesis total de organismos con computadoras como padres, una estrategia que permite investigar la estructura y función de la biología de un organismo hasta un punto hasta ahora imposible. [20] Mientras tanto, la biología sintética ha llevado a un nuevo tipo de genética de virus de ARN [21] 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. [22] [23] [24]

Recientemente, el laboratorio de Wimmer ha dilucidado el paso clave en la morfogénesis del poliovirus que ha sido difícil de alcanzar durante décadas. [25]

Premios y honores

Bibliografía

Ver también

Referencias

  1. ^ ab 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. Código Bib : 2013PNAS..110.1973G. doi : 10.1073/pnas.1221558110 . PMC  3568298 . PMID  23277540.
  2. ^ ab Molla, Akhteruzzaman; Pablo, AV; Wimmer, Eckard (1991). "Síntesis de novo y libre de células de poliovirus". Ciencia . 254 (5038): 1647–1651. Código bibliográfico : 1991 Ciencia... 254.1647M. doi : 10.1126/ciencia.1661029. PMID  1661029.
  3. ^ abc Violonchelo, j; Pablo, A.; Wimmer, Eckard (2002). "Síntesis química del ADNc del poliovirus: generación de virus infeccioso en ausencia de una plantilla natural". Ciencia . 297 (5583): 1016–1018. Código Bib : 2002 Ciencia... 297.1016C. doi : 10.1126/ciencia.1072266 . PMID  12114528. S2CID  5810309.
  4. ^ Yogo, Y; Wimmer, Eckard (1972). "Estudios de secuencia de Acis poliadenílicos del ARN II del poliovirus en el extremo 3' del ARN del poliovirus". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 69 (7): 1877–1882. doi : 10.1073/pnas.69.7.1877 . PMC 426823 . PMID  4340162. 
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  9. ^ "Bert L. Semler". Archivado desde el original el 3 de noviembre de 2013.
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