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Jürgen Knoblich

Jürgen Knoblich. ©IMBA/Sandra Schartel

Jürgen Knoblich (nacido en 1963 en Memmingen , Alemania) [1] es un biólogo molecular alemán. Desde 2018, es el director científico interino del Instituto de Biotecnología Molecular [2] (IMBA) de la Academia Austriaca de Ciencias en Viena.   

Educación y carrera

Knoblich [3] estudió Bioquímica en la Universidad de Tübingen y Biología Molecular en el University College de Londres . En 1989 se trasladó al Instituto Max Planck de Biología del Desarrollo en Tübingen, donde completó su tesis doctoral en 1994 sobre el papel de las proteínas ciclinas en el control de la progresión del ciclo celular durante el desarrollo. En 1994 se convirtió en investigador postdoctoral en la Universidad de California, San Francisco , donde trabajó con el Dr. Yuh Nung Jan hasta 1997. A su regreso a Europa se unió al Instituto de Patología Molecular (IMP) en Viena , Austria como líder de grupo. En 2004, se trasladó al recién fundado Instituto de Biotecnología Molecular (IMBA) en Viena, donde fue nombrado subdirector en 2005 y se convirtió en director científico en 2018. [4] Tanto el IMP como el IMBA son miembros del Biocentro de Viena . Desde 2021 es catedrático de Biología Sintética en la Universidad Médica de Viena . [5]

Enfoque de la investigación

Sección transversal de un organoide cerebral completo con diferentes regiones cerebrales. Las células se muestran en azul, las células madre neurales en rojo y las neuronas en verde.

La investigación de Knoblich [6] es conocida por el desarrollo [7] de un modelo organoide del desarrollo temprano del cerebro humano , [8] [9] junto con su becaria postdoctoral Madeline A. Lancaster . Su equipo fue el primero en demostrar que los organoides derivados de células madre pluripotentes humanas (células iPS) pueden usarse para modelar enfermedades humanas, un avance que fue clasificado dentro de los 10 principales descubrimientos científicos en 2013 por la revista Science . [10]

Este modelo ahora se conoce comúnmente como " organoides cerebrales ". Recapitula los primeros pasos del desarrollo del cerebro humano durante el primer trimestre y ha sido utilizado por muchos otros grupos de investigación. [11] [12] Los modelos organoides permiten a los investigadores realizar estudios directamente en tejidos humanos que pueden cultivarse a partir de cualquier individuo humano. [13] Permiten a los científicos transferir de manera eficiente los hallazgos de la investigación de moscas de la fruta y modelos animales a tejidos humanos y, por lo tanto, investigar enfermedades cerebrales genéticas hereditarias en tejido humano.

Desde 2013, su equipo ha estado desarrollando organoides cerebrales. En 2017, demostraron que al fusionar dos organoides con patrones separados es posible estudiar las interacciones entre áreas cerebrales distintas. [14]

Anteriormente, su investigación también se había centrado en los mecanismos del desarrollo cerebral . Suyas eran las células madre neuronales , su división celular asimétrica y los procesos de control del crecimiento. Basándose en su trabajo postdoctoral, Knoblich y sus colegas caracterizaron un mecanismo completo para la división asimétrica de células madre en células madre neuronales de la mosca de la fruta Drosophila . Sus resultados fueron publicados en una serie de artículos seminales, incluido un informe en Cell en 2008. [15] Hasta entonces, se desconocía cómo las células madre pueden separarse en una célula hija autorrenovable y una célula diferenciadora especializada al mismo tiempo. La división celular asimétrica se basa en una cascada de reacciones en la que se activan o inactivan una cascada de interruptores moleculares. Las proteínas en esta cascada se "encienden" o "apagan" dependiendo de su estado de fosforilación , comenzando con una quinasa que transfiere el primer residuo de fosfato, llamada quinasa Aurora A. La aurora quinasa A suele estar sobreexpresada en las células tumorales , junto con otras moléculas que también desempeñan un papel en el proceso de división celular asimétrica. Dado que la mitosis de las células madre es un proceso altamente conservado, los resultados encontrados en las moscas de la fruta se pueden transferir a los humanos y, por lo tanto, ayudar a obtener información sobre la neogénesis tumoral general [16]

Además, Knoblich y su grupo fueron los primeros en llevar a cabo un análisis de ARNi in vivo de todo el genoma para demostrar por primera vez que es posible analizar simultáneamente las funciones genéticas en todo el genoma de un organismo de una manera específica para cada tejido. [17] Esto se logró utilizando un banco de genes de la mosca de la fruta generado en el IMBA por Barry Dickson , en el que cada uno de los aproximadamente 13.000 genes de la mosca de la fruta se puede inactivar en cualquier célula de forma independiente. Estos hallazgos se han publicado en Nature en 2009. [18] Con este método, Knoblich pudo dilucidar aún más el desarrollo de tumores cerebrales en moscas de la fruta. Hallazgos recientes sugieren que los tumores pueden basarse en células madre, que mantienen sus características únicas de células madre y, por lo tanto, se dividen sin control, sin diferenciarse nunca en tipos de células somáticas específicas. Esta falta de diferenciación es causada por Brat, un gen que ha sido identificado por Knoblich y su equipo. [19] Actualmente se desconoce cuántos genes con una función similar existen en los seres humanos. El grupo de investigación de Knoblich en el IMBA está tratando de identificar más de estos genes para desarrollar terapias menos invasivas contra el cáncer en el futuro.

Publicaciones seleccionadas

Honores

Referencias

  1. ^ Jürgen, Knoblich. "CV Knoblich" (PDF) . IMBA .
  2. ^ "Jürgen Knoblich - Equipo". IMBA - Instituto de Biotecnología Molecular .
  3. ^ "Juergen A Knoblich | PhD | IMBA Institute Of Molecular Biotechnology, Vienna |". ResearchGate . Consultado el 16 de julio de 2019 .
  4. ^ "IMBA". www.ccc.ac.at . Consultado el 4 de mayo de 2020 .
  5. ^ Viena, Universidad Médica de. «Jürgen Knoblich nombrado catedrático de Biología Sintética en la MedUni de Viena | MedUni de Viena». Universidad Médica de Viena . Consultado el 2 de julio de 2021 .
  6. ^ pubmeddev. "knoblich j - PubMed - NCBI". www.ncbi.nlm.nih.gov . Consultado el 16 de julio de 2019 .
  7. ^ "Eppendorf | Nature". www.nature.com . Consultado el 4 de mayo de 2020 .
  8. ^ "El Dr. Jürgen Knoblich habla sobre organoides". www.stemcell.com . Consultado el 19 de noviembre de 2019 .
  9. ^ Lancaster, Madeline A.; Knoblich, Juergen A. (octubre de 2014). "Generación de organoides cerebrales a partir de células madre pluripotentes humanas". Nature Protocols . 9 (10): 2329–2340. doi :10.1038/nprot.2014.158. ISSN  1750-2799. PMC 4160653 . PMID  25188634. 
  10. ^ "Los 10 principales avances científicos de 2013". Ciencia | AAAS . 19 de diciembre de 2013 . Consultado el 19 de noviembre de 2019 .
  11. ^ Jg, Camp; F, Badsha; M, Florio; S, Kanton; T, Gerber; M, Wilsch-Bräuninger; E, Lewitus; A, Sykes; W, Hevers (22 de diciembre de 2015). "Los organoides cerebrales humanos recapitulan los programas de expresión génica del desarrollo del neocórtex fetal". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 112 (51): 15672–7. Bibcode :2015PNAS..11215672G. doi : 10.1073/pnas.1520760112 . PMC 4697386 . PMID  26644564. 
  12. ^ Ma, Lancaster; M, Renner; Ca, Martin; D, Wenzel; Ls, Bicknell; Me, Hurles; T, Homfray; Jm, Penninger; Ap, Jackson (19 de septiembre de 2013). "Los organoides cerebrales modelan el desarrollo del cerebro humano y la microcefalia". Nature . 501 (7467): 373–9. Bibcode :2013Natur.501..373L. doi :10.1038/nature12517. PMC 3817409 . PMID  23995685. 
  13. ^ Hynds, Robert E.; Giangreco, Adam (marzo de 2013). "La relevancia de los modelos organoides derivados de células madre humanas para la medicina epitelial traslacional". Células madre . 31 (3): 417–422. doi :10.1002/stem.1290. ISSN  1066-5099. PMC 4171682 . PMID  23203919. 
  14. ^ Bagley, Joshua A.; Reumann, Daniel; Bian, Shan; Lévi-Strauss, Julie; Knoblich, Juergen A. (julio de 2017). "Los organoides cerebrales fusionados modelan las interacciones entre regiones cerebrales". Nature Methods . 14 (7): 743–751. doi :10.1038/nmeth.4304. ISSN  1548-7105. PMC 5540177 . PMID  28504681. 
  15. ^ F, Wirtz-Peitz; T, Nishimura; Ja, Knoblich (3 de octubre de 2008). "Vinculación del ciclo celular con la división asimétrica: Aurora-A fosforila el complejo Par para regular la localización de Numb". Cell . 135 (1): 161–73. doi :10.1016/j.cell.2008.07.049. PMC 2989779 . PMID  18854163. 
  16. ^ F, Wirtz-Peitz; T, Nishimura; Ja, Knoblich (3 de octubre de 2008). "Vinculación del ciclo celular con la división asimétrica: Aurora-A fosforila el complejo Par para regular la localización de Numb". Cell . 135 (1): 161–73. doi :10.1016/j.cell.2008.07.049. PMC 2989779 . PMID  18854163. 
  17. ^ Jl, Mummery-Widmer; M, Yamazaki; T, Stoeger; M, Novatchkova; S, Bhalerao; D, Chen; G, Dietzl; Bj, Dickson; Ja, Knoblich (23 de abril de 2009). "Análisis de todo el genoma de la señalización Notch en Drosophila mediante ARNi transgénico". Nature . 458 (7241): 987–92. Bibcode :2009Natur.458..987M. doi :10.1038/nature07936. PMC 2988197 . PMID  19363474. 
  18. ^ Mummery-Widmer, Jennifer L.; Yamazaki, Masakazu; Stoeger, Thomas; Novatchkova, Maria; Bhalerao, Sheetal; Chen, Doris; Dietzl, Georg; Dickson, Barry J.; Knoblich, Juergen A. (23 de abril de 2009). "Análisis de todo el genoma de la señalización Notch en Drosophila mediante ARNi transgénico". Nature . 458 (7241): 987–992. Bibcode :2009Natur.458..987M. doi :10.1038/nature07936. ISSN  1476-4687. PMC 2988197 . PMID  19363474. 
  19. ^ I, Reichardt; F, Bonnay; V, Steinmann; I, Loedige; Tr, Burkard; G, Meister; Ja, Knoblich (enero de 2018). "El supresor de tumores Brat controla los linajes de células madre neuronales inhibiendo Deadpan y Zelda". EMBO Reports . 19 (1): 102–117. doi :10.15252/embr.201744188. PMC 5757284 . PMID  29191977. 
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