Donald D. Brown, embriologista inovador (1931

Jul 09, 2023

Susan A. Gerbi é professora de bioquímica George Eggleston na Brown University em Providence, Rhode Island. Ela conheceu Don no final dos anos 1960, quando era estudante de pós-graduação com Joseph Gall na Universidade de Yale em New Haven, Connecticut. Em 1993, ela sucedeu Don como presidente da ASCB.

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Crédito: Carnegie Institution for Science

As experiências de Don Brown revolucionaram a nossa compreensão de como um óvulo fertilizado se desenvolve no organismo adulto. Sua pesquisa na interface entre biologia molecular, embriologia e bioquímica foi fundamental na mudança do foco da biologia do desenvolvimento, das observações anatômicas por meio de microscópios para estudos mecanísticos de genes e sua regulação. Os primeiros trabalhos de Brown sobre genes isolados levaram ao advento do DNA recombinante – quando se tornou possível modificar diretamente os genes dos organismos. Também forneceu a base para a engenharia genética direcionada.

Nascido em Cincinnati, Ohio, Brown fez graduação no Dartmouth College em Hanover, New Hampshire, e fez medicina e mestrado na University of Chicago Medical School, em Illinois. Ele escolheu uma carreira em pesquisa depois de uma discussão no clube de jornalismo sobre o clássico artigo de 1953 da Nature de James Watson e Francis Crick sobre a estrutura do DNA. Fascinado pela forma como os embriões se desenvolvem, Brown decidiu concentrar-se no papel do ADN no desenvolvimento.

Depois de um ano como estagiário no Charity Hospital em Nova Orleans, Louisiana, e dois anos no National Institutes of Health em Bethesda, Maryland, Brown passou um ano de formação no Instituto Pasteur em Paris estudando a regulação genética em bactérias. Foi aqui que nasceu o campo da biologia molecular; e foi estimulado pelas discussões na hora do almoço lideradas pelos futuros ganhadores do Nobel Jacques Monod, François Jacob e André Lwoff.

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Em 1961, Brown retornou aos Estados Unidos e ingressou no Departamento de Embriologia do Carnegie Institution em Baltimore, Maryland, como seu primeiro bioquímico. Lá permaneceu até se aposentar em 2005, atuando como diretor de 1976 a 1994, período em que o departamento tornou-se mundialmente conhecido.

Na Carnegie, ele decidiu explorar a base molecular do desenvolvimento embrionário, utilizando a rã africana com garras (Xenopus laevis). Na primeira etapa da expressão gênica, segmentos de DNA são copiados por meio de transcrição para produzir RNA. Na próxima etapa, os ribossomos (contendo RNA ribossômico, rRNA) servem como fábricas celulares para a síntese de proteínas. Juntamente com o biólogo do desenvolvimento britânico John Gurdon, Brown descobriu que um mutante Xenopus sem nucléolos (estruturas esféricas dentro do núcleo da célula) não produzia rRNA nem tinha genes rRNA - e, portanto, que o nucléolo produz o componente rRNA dos ribossomos.

Ele também deduziu que os óvulos saudáveis ​​​​de Xenopus (oócitos) no ovário que possuem milhares de nucléolos possuem cópias extras de genes rRNA. Esta descoberta da “amplificação genética” foi publicada num artigo seminal em 1968 (DD Brown e IB Dawid Science 160, 272–280; 1968); O biólogo celular norte-americano Joseph Gall relatou um resultado semelhante de forma independente no mesmo ano. A descoberta desafiou a ideia de que todas as células de um organismo possuem uma quantidade constante de DNA. Agora também se reconhece que a amplificação genética pode ser uma marca registrada do câncer. O trabalho de Brown em 1968 envolveu o isolamento de genes antes dos dias da clonagem de DNA, e a enorme quantidade de genes de rRNA amplificados de oócitos de Xenopus foi purificada por centrifugação. Esta foi a primeira vez que um gene foi purificado, e outros utilizaram este material para clonar o primeiro gene eucariótico, iniciando assim a era do DNA recombinante.

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Em seguida, Brown explorou a regulação da atividade genética para outro componente do ribossomo: o RNA 5S. Em 1979, ele participou da conferência Gordon sobre Biologia do Desenvolvimento em Andover, New Hampshire, para apresentar suas descobertas. No evento social de abertura, a notícia sobre os resultados de Brown se espalhou como um incêndio. Quando ele deu sua palestra, alguns dias depois, todos na plateia já sabiam a conclusão: a atividade genética era controlada por uma “região de controle interno” que ficava no meio do gene do RNA 5S, e não antes do gene, como havia sido esperado.