George Church (Genetiker) - George Church (geneticist)

Georgskirche
Georgskirche im Jahr 2012
Geboren	George McDonald Kirche ( 1954-08-28 )28. August 1954 (Alter 67) MacDill Air Force Base , Florida
Staatsbürgerschaft	Vereinigte Staaten
Alma Mater
Bekannt für	Vater der synthetischen Biologie
Ehepartner	Ting Wu
Auszeichnungen
Wissenschaftlicher Werdegang
Felder	Chemie
Institutionen
These	Genetische Elemente in Hefe-Mitochondrien- und Maus-Immunglobulin-Introns  (1984)
Doktoratsberater	Walter Gilbert
Doktoranden
Andere bemerkenswerte Studenten
Webseite	arep .med .harvard .edu /gmc

George McDonald Church (geboren 28. August 1954) ist ein US-amerikanischer Genetiker , Molekularingenieur und Chemiker . Er ist Robert Winthrop Professor für Genetik an der Harvard Medical School , Professor für Gesundheitswissenschaften und Technologie an Harvard und MIT und Gründungsmitglied des Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering . Seit März 2017 ist Church Mitglied des Bulletin of the Atomic Scientists ' Board of Sponsors.

Bildung und frühes Leben

George McDonald Church wurde am 28. August 1954 auf der MacDill Air Force Base in der Nähe von Tampa , Florida , geboren und wuchs in der Nähe von Clearwater auf; Von 1968 bis 1972 besuchte er die High School am vorbereitenden Internat Phillips Academy in Andover, Massachusetts. Anschließend studierte er an der Duke University und schloss in zwei Jahren einen Bachelor in Zoologie und Chemie ab.

Im Herbst 1973 begann Church mit der Forschungsarbeit an der Duke University mit dem Assistenzprofessor für Biochemie Sung-Hou Kim , die ein Jahr später mit Church in einem Biochemie-Graduiertenprogramm an der Duke mit einem NSF-Stipendium fortgesetzt wurde.

Wie Peter Miller für die National Geographic- Reihe "The Innovators" berichtete:

„Als Doktorand bei Duke… nutzte er Röntgenkristallographie, um die dreidimensionale Struktur von „Transfer“-RNA zu untersuchen, die DNA entschlüsselt und Anweisungen an andere Teile der Zelle überträgt. Es war bahnbrechende Forschung, aber Church gab so viel aus.“ Zeit im Labor - bis zu hundert Stunden pro Woche -, dass er seine anderen Klassen [im Herbst 1975] vernachlässigte".

Infolgedessen hielt Church sich nicht an die akademischen Richtlinien von Duke für Absolventen und wurde im Januar 1976 aus dem Studiengang zurückgezogen. Ihm wurde gesagt, dass "[Wir] hoffen, dass die Probleme, die zu Ihrem mangelnden Erfolg beigetragen haben, bei Duke nicht bestehen bleiben". Sie von einem erfolgreichen Streben nach einer produktiven Karriere." Die Arbeit führte zu Veröffentlichungen, die einen Proceedings- Bericht mit Church als Hauptautor über ein frühes Modell für molekulare Wechselwirkungen zwischen der kleinen Furche doppelsträngiger DNA und β-Bändern von Proteinen enthalten.

Church kehrte 1977 zu seiner Doktorarbeit an der Harvard University bei Walter Gilbert zurück und promovierte in Biochemie und Molekularbiologie über mobile genetische Elemente in Introns von Hefe-Mitochondrien- und Maus- Immunglobulin- Genen (1984).

Karriere

Nach Abschluss seiner Doktorarbeit verbrachte Church ein halbes Jahr 1984 bei Biogen , dem Industrielaborstandort, in den Prof. Gilbert einen beträchtlichen Teil seiner ehemaligen Harvard-Gruppe verlegt hatte; Kurz darauf folgte ein Postdoktorandenstipendium der Life Sciences Research Foundation an der University of California, San Francisco, bei Gail R. Martin , einem Mitglied der National Academy of Sciences und Mitentdeckerin einer Technik zur Extraktion embryonaler Stammzellen von Mäusen.

Church trat 1986 als Assistenzprofessor der Harvard Medical School bei. Church ist jetzt Robert Winthrop Professor of Genetics an der Harvard Medical School und Mitglied der Harvard-MIT-Fakultät für Gesundheitswissenschaften und Technologie. Außerdem war er Gründungsmitglied des Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering an der Harvard University.

Church war auch Direktor des Center on Bioenergy Technology in Harvard, das durch einen mehrjährigen Preis des US-Energieministeriums finanziert wurde . und des Center of Excellence in Genomic Science (CEGS) in Harvard, das durch einen P50-Preis des National Human Genome Research Institute (NHGRI), einem Teil der National Institutes of Health, finanziert wird .

Er war Mitbegründer von Veritas Genetics und seiner europäischen und lateinamerikanischen Tochtergesellschaft Veritas Intercontinental mit der Idee, Millionen von Menschen weltweit von den Vorteilen genomischer Daten zu profitieren.

Church wurde 2012 zum Mitglied der National Academy of Engineering gewählt, weil er Beiträge zu Technologien zur Sequenzierung des menschlichen Genoms und zur DNA-Synthese und -Zusammensetzung geleistet hat.

Im Jahr 2021 trat Church als Mitbegründer von HLTH.network (ehemals Shivom) bei, einem Blockchain-Startup im Gesundheitswesen, das den weltweit ersten globalen Marktplatz für Omics-Datenaustausch und -Analytik geschaffen hat. Das HLTH.network will das „weltweit erste Basisschichtprotokoll für globale Gesundheitsdaten“ sein.

Forschung

Church ist bekannt für seine professionellen Beiträge bei der Sequenzierung von Genomen und der Interpretation solcher Daten, in der synthetischen Biologie und im Genom-Engineering sowie in einem aufstrebenden Gebiet der Neurowissenschaften, das vorschlägt, die Gehirnaktivität zu kartieren und ein "funktionelles Konnektom " zu etablieren . Church ist bekannt dafür, Pionierarbeit in den Spezialgebieten der persönlichen Genomik und der synthetischen Biologie zu leisten . Er war Mitbegründer von kommerziellen Unternehmen, die diese Bereiche und andere von der Chemie grüner und natürlicher Produkte bis hin zum Testen von Infektionserregern und der Kraftstoffproduktion umfassen, darunter Knome , LS9 und Joule Unlimited (jeweils Humangenomik, grüne Chemie und Solarkraftstoffunternehmen).

Genomsequenzierungs- und -interpretationstechnologien

Mit Walter Gilbert veröffentlichte Church 1984 die erste direkte genomische Sequenzierungsmethode . Darin wurden die zyklische Aufbringung von Flüssigkeiten auf eine Festphase im Wechsel mit der Bildgebung sowie die Vermeidung von Bakterienklonen beschrieben, Strategien, die immer noch in der aktuellen dominanten Next-Generation . verwendet werden Sequenzierungstechnologien . Diese Technologien begannen 2005 die Genom-Scale-Sequenzierung zu beeinflussen. Church half 1984 auch bei der Initiierung des Human Genome Project . Er erfand die weit verbreiteten Konzepte des molekularen Multiplexings und der Barcode-Tags. Technologietransfer von seinem Harvard Labor der automatisierten Sequenzierung und Software Genome Therapeutics Corp. führte in der ersten bakteriellen Genomsequenz und ersten kommerziellen Genom (die menschliche Erreger Helicobacter pylori ) im Jahr 1994. Kirche war auch Miterfinder der Nanopore - Sequenzierung in 1995, die sind jetzt im Handel erhältlich (zB Oxford Nanopore Technologies ), jedoch nicht in der Form, die in Churchs Beitrag zu den ursprünglichen Patenten enthalten ist.

Um die Interpretation und den Austausch von Genomen zu unterstützen, initiierte Church 2005 das Personal Genome Project (PGP), das die weltweit einzigen Open-Access-Datensätze für menschliche Genome und Merkmale bereitstellt. Acht Trios (Mutter, Vater und Kind) aus dem Personal Genome Project werden derzeit ausgewählt, um als primäre Genomstandards (Referenzmaterialien) für das NIST+FDA-Programm genomeinabottle.org zu fungieren.

Um die persönliche Genomik und den Austausch von Genomdaten weiter voranzutreiben, war Church 2018 Mitbegründer von Nebula Genomics , einem Unternehmen, das Blockchain und datenschutzfreundliche Computer verwendet, um medizinischen Forschern Genomdaten unter Wahrung der Privatsphäre zur Verfügung zu stellen. Im Februar 2020 begann Nebula Genomics, die persönliche Genomsequenzierung für 299 US-Dollar anzubieten.

Synthetische Biologie und Genom-Engineering

Er hat seit 1997 "genome engineering"-Technologien über allgemeine homologe Rekombination (recA und Lambda-Red) oder über sequenzspezifische Nukleasen mitentwickelt. Seit 2004 hat sein Team die Verwendung von DNA-Array- Synthesizern (auch bekannt als DNA-Chips) für kombinatorische Bibliotheken und den Zusammenbau großer Genomsegmente entwickelt. Er hat Multiplex Automated Genome Engineering (MAGE) mitentwickelt und CRISPR / Cas9, das von Jennifer Doudna und Emmanuelle Charpentier entdeckt wurde, für die Entwicklung einer Vielzahl von Genomen von Hefe bis zum Menschen optimiert . Der Einsatz von CRISPR in humanen induzierten pluripotenten Stammzellen (hiPS) durch sein Labor ist der neueste Anwärter auf eine präzise Gentherapie.

Sein Team ist das erste, das eine genomische Veränderung des genetischen Codes in Angriff nimmt. Dies wurde in einem Genom mit 4,7 Millionen Basenpaaren einer industriell nützlichen Mikrobe ( E. coli ) mit dem Ziel durchgeführt, einen sichereren und produktiveren Stamm herzustellen ; dieser Stamm verwendet nicht-proteinogene Aminosäuren in Proteinen und ist metabolisch und genetisch von anderen Spezies isoliert.

Er hat mehrere Anwendungen für DNA miterfunden, darunter Detektoren für Dunkle Materie – Schwach wechselwirkende massive Teilchen (WIMPs), Anti-Krebs-„Nanoroboter“ und Strategien für die digitale Datenspeicherung, die über eine Million Mal dichter sind als herkömmliche Festplatten . Zusammen mit Polymerase kann DNA verwendet werden, um Variationen in Photonen, Nukleotiden oder Ionen zu erfassen und zu speichern.

Die BRAIN-Initiative

Er war Teil eines sechsköpfigen Teams, das 2012 in einem wissenschaftlichen Kommentar eine Brain Activity Map vorschlug, die später als BRAIN Initiative (Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies) bezeichnet wurde. Sie skizzierten spezifische experimentelle Techniken, die verwendet werden könnten, um ein so genanntes „funktionelles Konnektom “ zu erreichen, sowie neue Technologien, die im Laufe des Projekts entwickelt werden müssen, einschließlich drahtloser, minimal-invasiver Methoden zur Erkennung und Manipulation neuronaler Aktivität , entweder unter Verwendung von Mikroelektronik oder synthetischer Biologie . In einem solchen vorgeschlagenen Verfahren würde enzymatisch hergestellte DNA als "Ticker-Bandaufzeichnung" der neuronalen Aktivität dienen.

Klonen von Wollmammuts

Im März 2015 kopierten Church und sein Genetik-Forschungsteam in Harvard erfolgreich einige Wollmammut- Gene in das Genom eines asiatischen Elefanten. Mit der CRISPR- DNA-Editing-Technik spleißte seine Gruppe genetische Segmente aus gefrorenen Mammut-Exemplaren, einschließlich Gene aus den Ohren, subkutanem Fett und Haarattributen, in die DNA von Hautzellen eines modernen Elefanten. Dies war das erste Mal seit dem Aussterben der Art, dass Wollmammut-Gene funktionell aktiv waren. Ihre Arbeit wurde jedoch keinem Peer Review unterzogen. Church erklärte, dass "nur eine DNA-Änderung nicht so sinnvoll ist. Wir wollen die Phänotypen auslesen." Um dies zu erreichen, plant das Team weitere Tests durchzuführen, um die Hybridzellen zu spezialisierten Geweben zu machen und von dort aus zu versuchen, die Hybridzellen der Elefanten- / Mammuthaut in Hybridembryonen zu verwandeln, die in künstlichen Gebärmutter gezüchtet werden können .

Technologietransfer und translationale Wirkung

Church hat 22 Unternehmen mitgegründet, darunter Veritas Genetics (Human Genomics, 2014, mit Mirza Cifric, Preston Estep , Yining Zhao, Joe Thakuria), Warp Drive Bio (Naturprodukte, 2011, mit Greg Verdine und James Wells), Alacris ( Krebssystemtherapeutika, 2010, mit Hans Lehrach, Bernhard Herrmann und Shahid Imran), Knome (Humangenomik, 2007, mit Jorge Conde und Sundar Subramaniam), Pathogenica (Mikroben- und Virus-NGS-Diagnostik, 2009, mit Yemi Adesokan), AbVitro ( immunomes, 2010, mit Francois Vigneault), Gen9 Bio (synthetische Biologie, 2009, mit Joseph Jacobson und Drew Endy ), EnEvolv (Genome Engineering), Joule Unlimited (SolarFuels, 2007, mit Noubar Afeyan und David Berry ) und LS9 (grün Chemie, 2005, mit Chris Somerville, Jay Keasling , Vinod Khosla , Noubar Afeyan und David Berry )

Er hat an der Technologieentwicklung, der Lizenzierung von Patenten und der Beratung der meisten Sequenzierungsunternehmen der nächsten Generation teilgenommen, darunter Complete Genomics , Life Technologies , Illumina , Danaher Corporation , Roche Diagnostics , Pacific Biosciences , Genia und Nabsys.

Er war Mitglied des wissenschaftlichen Beirats von Cambrian Genomics

Er ist Mitbegründer von Genome Project-Write .

Unterstützung der offenen Einwilligung

Church leitete das Konzept und die Implementierung von Open-Access-Sequenzierungshardware und gemeinsam nutzbaren medizinischen Daten. Er hat die Möglichkeit einer Neuidentifizierung von Studienteilnehmern am Menschen und die Tendenz zu undurchsichtigen Einwilligungsformularen festgestellt und einen alternativen Mechanismus der "offenen Einwilligung" vorgeschlagen. Er hat an der Präsidialkommission für das Studium bioethischer Fragen teilgenommen, warnt vor dem Risiko synthetischer DNA und schlägt Risikominderung durch Lizenzierung und Überwachung vor. Sein Labor hat einen großen Schwerpunkt in der Biosicherheitstechnik.

Unterstützung der offenen Bildung

Er ist seit 2002 ein früher Verfechter der offenen Online-Bildung. Er ist Berater des Personal Genetics Education Project und hat einen Tag an der Jemicy School unterrichtet. Er hat sich für Citizen Science eingesetzt, insbesondere in den Bereichen Synthetische Biologie und Personal Genomics. Seit 2008 veranstaltet sein Team eine jährliche Genomes, Environments and Traits (GET) Conference mit kostenlosen Online-Videos.

Impfstoff-Kollaboration für schnelle Bereitstellung

Church ist Mitglied der Rapid Deployment Vaccine Collaborative (RaDVaC), einer Gruppe, die zu Beginn der SARS-CoV-2-Pandemie gegründet wurde, um einen einfach herzustellenden, kostenlosen und Open-Source-Impfstoff zur Selbstverabreichung zu entwickeln.

Kontroversen

Church wurde von 2005 bis 2007 teilweise von der gemeinnützigen Jeffrey Epstein VI Foundation finanziert , einer privaten Stiftung, die vom verurteilten Sexualstraftäter Jeffrey Epstein gegründet wurde . Die Zugehörigkeit wurde als hochmoderne Wissenschaft und Bildung aufgeführt. In seiner Entschuldigung im Jahr 2019 für das „schlechte Bewusstsein“ von Epsteins Status als Sexualstraftäter sagte Church, er habe einen „Nerd-Tunnelblick“ und Artikel über Epsteins Verbrechen seien unklar, so dass die Verantwortung für die Überprüfung der Spender dem Entwicklungsbüro übertragen werde.

Church wurde für seine Antwort auf eine Frage des Spiegels kritisiert, in der er spekulierte, dass es technisch möglich sein könnte, einen Neandertaler zu bauen, indem seine DNA rekonstruiert und lebende menschliche Zellen entsprechend modifiziert werden. Church wies darauf hin, dass er nicht an einem solchen Projekt arbeite.

Populärwissenschaft

In seinen wissenschaftlichen und populären Bemühungen hat Church auch die Open-Access-Genomsequenzierung und die gemeinsame Nutzung medizinischer Humandaten sowie Online, Open Education und Citizen Science gefördert .

Church hat 2012 das „Top-Wissenschaftsbuch“ von NewScientist Regenesis: How Synthetic Biology Will Reinvent Nature and Ourselves mit Ed Regis verfasst . Er hat an Nachrichteninterviews und Videos teilgenommen, unter anderem bei TED-, TEDx- und TEDMED-Veranstaltungen, bei PBS 's Charlie Rose , Faces of America und NOVA sowie bei PopSci, EG und The Colbert Report . Er schreibt regelmäßig für Edge.org- Publikationen und -Videos und ist Mitglied der Xconomists, eines Ad-hoc-Teams von redaktionellen Beratern für das Technologie-Nachrichten- und Medienunternehmen Xconomy .

Auszeichnungen und Ehrungen

Church hat Auszeichnungen erhalten, darunter die Wahl in die National Academy of Sciences (2011) und die National Academy of Engineering (2012). Er erhielt den Promega Biotechnology Research Award der American Society for Microbiology und den Bower Award and Prize for Achievement in Science des Franklin Institutes . Er verfasste zusammen mit Ed Regis das "Top-Wissenschaftsbuch" von NewScientist , Regenesis (über synthetische Biologie) . Church schreibt regelmäßig für Edge.org und ist in den Medien weit verbreitet, darunter TED- Veranstaltungen, NOVA, Faces of America , Charlie Rose auf PBS , The Colbert Report und Xconomy .

Weitere Auszeichnungen sind der Triennial International Steven Hoogendijk Award im Jahr 2010 und die Scientific American Top 50 zweimal (für „Designing Artificial Life“ im Jahr 2005 und „The $1000 Genome“ im Jahr 2006). Newsweek wählte Church für ihre "Power of Ideas"-Auszeichnung 2008 in der Kategorie Medizin (für das Personal Genome Project). Im September 2010 wurde Dr. Church für seine Arbeit in der Genetik mit dem Mass High Tech All-Star Award ausgezeichnet.

Er ist Mitglied des Forschungsbeirats der SENS Forschungsstiftung .

Persönliches Leben

Church ist mit Ting Wu, einem Fakultätsmitglied der Harvard Medical School für Genetik, verheiratet .

Church hat sich aus gesundheitlichen, ökologischen und moralischen Gründen ausgesprochen für einen veganen Lebensstil ausgesprochen . Auf die Frage nach seiner Ernährungswahl antwortete Church: "Ich ernähre mich ab und zu vegan seit 1974, als ich durch die Teilnahme an einer MIT-Ernährungsstudie inspiriert wurde, und ganz streng seit 2004." Er führt weiter 4 Gründe aus:

"medizinisch ( Cholesterin in Fisch und Milchprodukten), Energieeinsparung (bis zu 20-fache Auswirkung), Grausamkeit (" organische " Tiere werden von Medikamenten beraubt, die Menschen verwenden) und Risiken der Verbreitung von Krankheitserregern (nicht nur der Grippe)… [Anmerkung dass] Veganismus ein Thema ist, bei dem persönliche und globale Lebenslust, Gesundheit und Wohlstand in Einklang stehen. Es ist schade, Teile unserer Menschheit und unseres Planeten nur aufgrund fehlender Rezepte zu verlieren."

George identifiziert sich als empfindungsfähig. Sentientismus ist eine naturalistische Weltanschauung, die allen fühlenden Wesen moralische Berücksichtigung gewährt.

Im Zusammenhang mit dem Personal Genome Project haben Journalisten von Forbes und Wired Churchs Offenheit gegenüber seinen Gesundheitsproblemen wie Legasthenie , Narkolepsie und hohem Cholesterinspiegel (eine der Beweggründe für seine vegane Ernährung) festgestellt .

Church arbeitete mit dem transhumanistischen Unternehmer James Clement an der Supercentenarian Research Study zusammen, die darauf abzielt, die Genome von Supercentenarians zu sequenzieren, in der Hoffnung, potenzielle genetische Faktoren für ihre Langlebigkeit zu entdecken .

Weiterlesen

• Zentrum für mündliche Geschichte. "George-M.-Kirche" . Institut für Wissenschaftsgeschichte .
• Brock, David C. (3. März 2008). George M. Church, Transcript of Interviews Conducted by David C. Brock in New Orleans, Louisiana am 3. März 2008 (PDF) . Philadelphia, PA: Chemical Heritage Foundation .
• Alex Salton, 2009, "Geneticist George Church '72 Sought Independence at PA", The Phillipian, 17. April 2009, siehe [15] . Abgerufen am 2. März 2015.
• David Ewing Duncan, 2010, „On a Mission to Sequence the Genomes of 100.000 People: The Genetiker George Church berät oder lizenziert Technologie an die meisten Unternehmen, die an der Sequenzierung beteiligt sind, The New York Times, 7. Juni 2010, siehe [16] . Abgerufen am 26. Februar 2015.
• Jeffrey M. Perkel, 2011, „Charting the Course: Three Gene Jockeys teilen ihre Gedanken über vergangene und zukünftige Werkzeuge des Handels“, in The Scientist (online), 1. Oktober 2011. siehe [17] . Abgerufen am 26. Februar 2015.
• Heidi Legg, 2014, "Harvard Professor George Church and the future of genomics", bei BetaBoston, einer Website von Boston Globe (online), 25. Dezember 2014, siehe [18] . Abgerufen am 2. März 2015.
• Peter Miller, 2015, „News, The Innovators Project: George Church, The Future Without Limits“, National Geographic (online), siehe [19] . Abgerufen am 26. Februar 2015.
• Matthew Allen, 2015, „Artificial Natures (interview with George Church),“ Harvard Design Magazine (online), siehe [20] . Abgerufen am 10. Februar 2016.

Verweise

Externe Links

• Die Zukunft genetischer Codes und BRAIN-Codes (Dr. Church-Seminar am NIH am 8. Februar 2017)