Un pioniere dell’embriologia molecolare: Donald D. Brown
- articolo del prof. Sergio Barocci
Donald David Brown
Donald David Brown è stato un padre dell’embriologia molecolare che ha dedicato la sua vita agli studi sui geni isolati, contribuendo a sviluppare l’era del DNA ricombinante e dell’editing genomico.
Donald D. Brown nasce a Cincinnati nell’Ohio (USA) nel 1931.
Dopo aver frequentato il Dartmouth College di Hanover nel New Hampshire, consegue nel 1956 un dottorato e un master in biochimica presso l’Università di Chicago nell’Illinois, con una tesi sul meccanismo dell’invasione virale. Affascinato dal modo in cui gli embrioni si sviluppano, Brown decide di concentrarsi sul ruolo del DNA nello sviluppo.
lo studio della regolazione genica
Dopo un anno di tirocinio, presso il Charity Hospital di New Orleans, in Louisiana e due anni come borsista al National Institutes of Health (NIH) con Seymour Kety (uno dei neuroscienziati più importanti nel campo della psichiatria biologica il cui contributo ha contribuito a rivoluzionare lo studio della schizofrenia e di altri importanti disturbi mentali malattie e a produrre nuovi metodi per studiare il cervello umano al lavoro), Brown si trasferisce a Parigi all’Istituto Pasteur dove trascorre un anno formativo sotto il biologo francese Jacques Monod (vincitore del Premio Nobel per la Medicina nel 1965 per le scoperte riguardanti il controllo genetico della sintesi di virus ed enzimi). Qui, incomincia a studiare la regolazione genica nei batteri e in particolare degli operoni.
Nel 1961, ritorna negli Stati Uniti dove si unisce al Dipartimento di Embriologia della Carnegie Institution a Baltimora, nel Maryland, come primo biochimico, dedicandosi all’esplorazione delle basi molecolari dello sviluppo embrionale, utilizzando un modello anfibio, la rana artigliata africana, Xenopus laevis.
studio dell’rna
Brown approfondisce le fasi dell’espressione genica, dalla replicazione del DNA alla sintesi delle proteine nei ribosomi, passando per l’RNA e fornendo, quindi, una spiegazione all’amplificazione genica, un fenomeno per cui una cellula può moltiplicare un gruppo di geni e produrre molte più copie di DNA.
Collabora con John Gurdon (Premio Nobel per la Medicina nel 2012 insieme allo scienziato giapponese Shinya Yamanaka, per lo studio sulla riprogrammazione delle cellule adulte in cellule staminali pluripotenti ) dell’Università di Cambridge, scoprendo che un mutante di Xenopus privo di nucleoli non produceva nessuno dei principali RNA ribosomiali (rRNA), indicando che i nucleoli rappresentano il normale sito di produzione degli rRNA.
Alla domanda come mai gli ovociti di Xenopus contengano molti più nucleoli rispetto alle cellule somatiche, Brown dimostra insieme al biochimico ucraino Igor Dawid che il numero di geni rDNA aumenta notevolmente durante l’oogenesi per sostenere la notevole produzione di ribosomi necessaria per ogni ovocita: una scoperta fatta in maniera indipendente anche da un altro biologo cellulare statunitense, Joseph Grafton Gall (14aprile 1928 – )
clonazioni di singoli segmenti di dna
Grazie al perfezionamento della tecnica di isolamento genico, Brown riesce anche a purificare un gene, dando il via alle clonazioni dei singoli segmenti di DNA e all’approfondimento delle loro funzioni e di come viene controllata la loro attività.
E’, infatti, dalla sua ricerca pionieristica sulla biologia molecolare che vengono scritti dapprima i capitoli sui fattori di trascrizione e successivamente le scoperte precoci nell’ingegneria genetica mirata, oggi, ampiamente praticate come l’editing genomico.
Se noi, ora, conosciamo come funzionano i geni e come siamo in in grado di manipolarli in laboratorio è anche grazie al suo contributo scientifico.
Al Carnegie Institution vi rimane per il resto della sua carriera, diventando direttore del dipartimento nel 1976, fino al 1994. Durante questo periodo, il suo dipartimento divenne famoso in tutto il mondo. Nel 2005 si ritira con lo status di professore emerito.
Donald D. Brown è morto il 31 maggio del 2023.
RICONOSCIMENTI
Tra i suoi numerosi riconoscimenti professionali, sono da annoverare:
1. il NAS Award in Molecular Biology nel 1973
2. il premio Louisa Gross Horwitz dalla Columbia University nel 1985
2. il premio E.B. Wilson dall’American Society of Cell Biology nel 1996
3. il premio alla carriera dalla Society for Developmental Biology nel 2009
4. il Lasker – Koshland Special Achievement Award nel 2012
Bibliografia:
- Brown DD. (2004) “A tribute to the Xenopus laevis oocyte and egg” J Biol Chem. 279(44):45291-9
- Brown DD (2012) “Developmental biology using purified genes” Nat Med. Oct 18 (10):1496-8.
- McKnight S. & Spradling A. (2023) “Donald D.Brown ( 1931 – 2023)“ Science 381, 6654 : 128
- https://en.wikipedia.org/wiki/Donald_D._Brown
Le foto sono estrapolate da:
- https://paulingblog.wordpress.com/
- https://annualreport.nichd.nih.gov
- https://www.science.org/doi/epdf/10.1126/science.adj2815
- http://www.dnaftb.org/36/bio.html