Talento

Biólogo sintético ganha prestigioso Packard Fellowship
Reza Kalhor, professor assistente no Departamento de Engenharia Biomédica, edita o código genético para permitir que as células registrem seu próprio crescimento - uma chave para desvendar as origens das anormalidades de desenvolvimento
Por Saralyn Cruickshank - 16/10/2020


WILL KIRK / UNIVERSIDADE JOHNS HOPKINS

Toda a vida dos mamíferos se origina do zigoto. Dessa única célula fertilizada eventualmente crescem bilhões de outras, dividindo-se e diferenciando-se para formar tecidos, órgãos, ossos e músculos. Para o biólogo sintético Reza Kalhor , que estuda as origens das anormalidades do desenvolvimento no cérebro, o zigoto é tanto a fonte quanto o mecanismo de sua pesquisa.

Kalhor, que ingressou no corpo docente do Departamento de Engenharia Biomédica da Johns Hopkins e do Centro de Epigenética em 2019, usa tecnologia de edição de genes para inserir pequenos fragmentos no código genético dos zigotos que tornam possível identificar as origens das anormalidades à medida que aparecem em estágios posteriores do crescimento do embrião. O fragmento permite que as células registrem o que acontece em cada estágio de seu desenvolvimento - algo como ativar a função de "rastrear mudanças" de seu DNA. Estudos de distúrbios neurais, como autismo e esquizofrenia, e doenças como Alzheimer e Parkinson, poderiam se beneficiar da capacidade de rastrear anormalidades genéticas até a origem.

"Os organismos são como uma árvore que se ramifica quase infinitamente, mas começa com uma raiz", diz Kalhor. "Esperamos que nossa estratégia ajude a detectar até as mudanças sutis que podem alterar a trajetória de desenvolvimento."

"OS ORGANISMOS SÃO COMO UMA ÁRVORE QUE SE RAMIFICA QUASE INFINITAMENTE, MAS COMEÇA COM UMA RAIZ."

Reza Kalhor
Professor assistente, Departamento de Engenharia Biomédica

Sua abordagem é incomum para o campo. Normalmente, os biólogos sintéticos projetam mudanças no código genético funcional e observam como os organismos crescem e se desenvolvem como resultado. É difícil identificar as origens dos distúrbios usando essa abordagem, entretanto, especialmente se os cientistas não sabem quais alterações estão procurando em primeiro lugar. A outra alternativa - registrar o status de cada célula em cada estágio de desenvolvimento - é insustentável com a tecnologia atual.

A técnica de inserção de fragmentos de DNA de Kalhor torna possível trabalhar para trás no tempo, em vez de ler um registro genético da história particular de desenvolvimento de cada célula para entender como e quando as coisas deram errado.

"Queremos ser capazes de mapear o desenvolvimento retrospectivamente porque, em vez de fazer uma exploração exaustiva, podemos reconstruir a história de uma célula e chegar à mesma conclusão", diz Kalhor.

Por sua pesquisa pioneira, Kalhor foi nomeado um dos 20 Packard Fellows for Science and Engineering pela David and Lucile Packard Foundation. Como a maior bolsa de pesquisa não governamental do país, a Packard Fellowship foi projetada para apoiar linhas de pesquisa não convencionais e inovadoras por cientistas em início de carreira, como Kalhor. O prestigioso prêmio é acompanhado por uma doação de US $ 875.000 em cinco anos.

“Estamos imensamente orgulhosos de Reza e de suas contribuições para o campo da biologia sintética”, diz Ed Schlesinger , reitor da Whiting School of Engineering, que, junto com a Faculdade de Medicina, abriga o Departamento de Engenharia Biomédica. "O espírito desta bolsa celebra não apenas as conquistas individuais, mas também o impacto coletivo que os engenheiros e cientistas em início de carreira têm, e Reza é um exemplo notável de ambos."

Desde a sua fundação, a David and Lucile Packard Foundation concedeu bolsas a 14 cientistas e engenheiros afiliados à Johns Hopkins. Kalhor credita sua vitória ao generoso apoio de seus colegas da Johns Hopkins, bem como à orientação que recebeu como aluno de PhD na University of Southern California e como pós-doutorado na Harvard University. Ele também compartilha o crédito com os membros de seu laboratório na Johns Hopkins, que consiste em seis membros permanentes e quatro rotativos.

“De certa forma, esse prêmio é menos sobre mim e o financiamento, mas sim sobre a instituição e o apoio que recebi”, diz Kalhor. "Meu nome pode estar formalmente no prêmio, mas muitas pessoas tornaram isso possível. Tive a grande sorte de ser apoiado por cientistas incríveis - é realmente um esforço de equipe."

 

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