Джордж Макдональд Чёрч (родился 28 августа 1954 года) — американский генетик , молекулярный инженер , химик , серийный предприниматель и пионер в области персональной геномики и синтетической биологии . [7] Он является профессором генетики Роберта Уинтропа в Гарвардской медицинской школе , профессором медицинских наук и технологий в Гарвардском университете и Массачусетском технологическом институте , а также одним из основателей Института биологической инженерии Висса в Гарвардском университете. [8] [2] [9]
Через свою лабораторию в Гарварде Чёрч стал соучредителем около 50 биотехнологических компаний. [10] [11] [12] В 2018 году лаборатория Чёрча в Гарварде за один год выделила 16 биотехнологических компаний. [11] Лаборатория Чёрча работает над исследовательскими проектами, которые распространены в различных областях современной биологии, таких как биология развития , нейробиология , обработка информации , медицинская генетика , старение, геномика , генная терапия , диагностика , химия и биоинженерия , космическая биология и космическая генетика . и экосистема . [13] Исследования и технологические разработки в лаборатории Чёрча повлияли или внесли прямой вклад почти во все методы и компании «секвенирования следующего поколения (NGS)». [14]
В 2017 году журнал Time включил его в Time 100 — список 100 самых влиятельных людей мира . [15] [16] [17] В 2022 году журнал Fierce Pharma включил его в число самых влиятельных людей в области биофармацевтики . [18] По состоянию на январь 2023 года [обновлять]Чёрч является членом Совета спонсоров Бюллетеня ученых-атомщиков . [19]
Черч родился 28 августа 1954 года на базе ВВС Макдилл в Тампе, штат Флорида , и вырос в соседнем Клируотере, штат Флорида . [8] [20] [21] [22] Он посещал среднюю школу в подготовительной школе-интернате Phillips Academy в Андовере, штат Массачусетс , с 1968 по 1972 год. [23] Затем он учился в Университете Дьюка , где получил степень бакалавра в области зоология и химия за два года. [8]
Осенью 1973 года Чёрч начал исследовательскую работу в Университете Дьюка вместе с доцентом кафедры биохимии Сунг-Хоу Кимом , работа, которая продолжилась год спустя в аспирантуре по программе биохимии в Университете Дьюка по стипендии Национального научного фонда . [21] [24]
Как сообщил Питер Миллер в интервью Черчу для серии National Geographic «Новаторы»:
Будучи аспирантом Университета Дьюка... он использовал рентгеновскую кристаллографию для изучения трехмерной структуры «переносной» РНК, которая декодирует ДНК и передает инструкции другим частям клетки. Это было новаторское исследование, но Черч проводил в лаборатории так много времени – до ста часов в неделю – что пренебрегал другими занятиями [осенью 1975 года]. [24]
В результате Чёрч не согласился с академической политикой Дьюка для выпускников и был исключен из программы получения степени в январе 1976 года. Ему сказали, что «[Мы] надеемся, что какие бы проблемы ... не способствовали вашему отсутствию успеха ... в Дюк не помешает вам сделать успешную карьеру». [24] [25] Работа привела к появлению публикаций, в том числе отчета PNAS с Черчем в качестве ведущего автора о ранней модели молекулярных взаимодействий между малой бороздкой двухцепочечной ДНК и β-лентами белков. [26]
Чёрч вернулся к аспирантуре в Гарвардском университете в 1977 году под руководством Уолтера Гилберта [ 27] и защитил докторскую диссертацию по биохимии и молекулярной биологии , работая над мобильными генетическими элементами в интронах митохондриальных дрожжей и генах иммуноглобулинов мыши (1984). [3]
После завершения докторской работы Черч провел шесть месяцев 1984 года в «Биогене» , промышленной лаборатории, куда Гилберт перевез значительную часть своей бывшей гарвардской группы. [8] Вскоре за этим последовала постдокторская стипендия Фонда исследований жизни в Калифорнийском университете в Сан-Франциско с Гейл Р. Мартин , [28] [29] членом Национальной академии наук и соавтором открытия Методика извлечения эмбриональных стволовых клеток мыши. [30] [31]
Черч поступил на факультет Гарвардской медицинской школы в качестве доцента в 1986 году. [8] В настоящее время Черч является профессором генетики Роберта Уинтропа в Гарвардской медицинской школе, [32] и членом факультета медицинских наук и технологий Гарвардского технологического института. Он также был одним из основателей Института биологической инженерии Висса при Гарвардском университете. [8]
Черч занимал пост директора Центра биоэнергетических технологий в Гарварде, финансируемого за счет многолетней премии Министерства энергетики США . [ Когда? ] [ нужна ссылка ] и Центра передового опыта в области геномных наук (CEGS) в Гарварде, финансируемого за счет награды типа P50 от Национального института исследований генома человека (NHGRI), входящего в состав Национальных институтов здравоохранения . [33]
Он стал соучредителем Veritas Genetics и ее европейского и латиноамериканского филиала Veritas InterContinental с идеей предоставить преимущества геномных данных миллионам людей во всем мире.
Чёрч был избран членом Национальной инженерной академии в 2012 году за вклад в технологии секвенирования генома человека, а также синтез и сборку ДНК.
В 2018 году Чёрч стал соучредителем Nebula Genomics , компании по персональной геномике , которая предлагает услуги полногеномного секвенирования . [34] Компания заявляет, что разрабатывает собственный блокчейн с целью улучшить конфиденциальность и безопасность, а также предоставить людям возможность бесплатного секвенирования в обмен на их геномные и личные данные, но, несмотря на это, повторную идентификацию люди, начиная с генетических данных, все еще возможны (ДНК сама по себе является уникальным идентификатором), правоохранительные органы все еще могут выдавать ордера на обыск или вызывать данные в суд, и эта технология, учитывая также тот факт, что ее трудно реализовать, все еще может быть уязвима для данных нарушения. [35] [36] [37]
В 2021 году Черч стал соучредителем HLTH.network (ранее Shivom), [38] стартапа на блокчейне в сфере здравоохранения, который создал первый в мире глобальный рынок обмена геномными данными и аналитики. HLTH.network стремится стать «первым в мире протоколом базового уровня для глобальных данных о состоянии здоровья». [39]
С 2007 года Чёрч входит в состав научно-консультативного совета BGI Group , которая была признана Министерством обороны США китайской военной компанией . [40]
В 2017 году BGI основал «Институт возрождения Джорджа Чёрча» — исследовательское сотрудничество между лабораторией Чёрча и примерно дюжиной сотрудников BGI в Китае. Доктор Сюнь Сюй, исполнительный директор BGI Group, сказал:
Профессор Джордж Чёрч — легенда в этой области благодаря своим творческим достижениям в редактировании генов и синтезе генома. При поддержке передовой технологической платформы Китайского национального банка генов сотрудничество между BGI и профессором Чёрчем объединит лучшие ресурсы и таланты для преодоления текущих узких мест и дальнейшего совершенствования технологии. [41]
18 февраля 2020 года Nebula Genomics, компания по личной геномике, основанная Черчем, [42] объявила о партнерстве с BGI; образцы слюны, отправленные в Nebula Genomics для расшифровки, затем отправляются компанией в лаборатории BGI в Гонконге для секвенирования. [43] В Nebula Genomics заявили, что это партнерство было создано для снижения стоимости полногеномного секвенирования (они предлагают 30-кратное полногеномное секвенирование за 299 долларов), поскольку обычно оно имеет стоимость, которая делает его недоступным для большинства людей. [44]
Чёрч известен своим профессиональным вкладом в секвенирование геномов и интерпретацию таких данных, в синтетическую биологию и геномную инженерию , а также в новую область нейробиологии, которая предлагает составить карту активности мозга и создать «функциональный коннектом ». Чёрч известен как новатор в таких специализированных областях, как персональная геномика и синтетическая биология . Он был соучредителем коммерческих концернов, охватывающих эти области, а также других, от химии экологически чистых и натуральных продуктов до тестирования инфекционных агентов и производства топлива, включая Knome , LS9 и Joule Unlimited (соответственно, компании, занимающиеся геномикой человека, зеленой химией и солнечным топливом).
Вместе с Уолтером Гилбертом Черч опубликовал первый метод прямого геномного секвенирования в 1984 году . в доминирующих в настоящее время технологиях секвенирования следующего поколения . Эти технологии начали влиять на секвенирование в масштабе генома в 2005 году. [47] Чёрч также помог инициировать проект «Геном человека» в 1984 году. [48] Он изобрел широко применяемые концепции молекулярного мультиплексирования и меток штрих-кода, [49] и его геном был пятый полный геном человека, когда-либо секвенированный. Чёрч был первым человеком, который сделал свои медицинские записи и геном общедоступными для исследователей. [50] Передача технологий автоматического секвенирования и программного обеспечения из его Гарвардской лаборатории в Genome Therapeutics Corp. привела к созданию первой последовательности бактериального генома и первого коммерческого генома ( возбудитель человеческого заболевания Helicobacter pylori ) в 1994 году. [51] Чёрч был соавтором нанопор. секвенирование в 1995 году [52] , которое сейчас коммерчески доступно (например, Oxford Nanopore Technologies ), но не в той форме, которая воплощена в вкладе Черча в оригинальные патенты. [53]
Чтобы помочь в интерпретации и обмене геномами, Черч в 2005 году инициировал проект «Персональный геном» (PGP), [54] предоставив единственные в мире наборы данных о геноме человека и признаках человека с открытым доступом. [55] [56] [57] Восемь троек (мать, отец и ребенок) из проекта «Персональный геном» находятся в процессе выбора в качестве первичных стандартов генома (эталонных материалов) для NIST+FDA genomeinabottle.org. программа. [58]
Кроме того, Черч объявил о своем намерении опубликовать свою ДНК через NFT и использовать прибыль, полученную от ее продажи, для финансирования исследований, проводимых Nebula Genomics. В июне 2022 года 20 NFT с его изображением были опубликованы вместо первоначально запланированных NFT его ДНК из-за рыночных условий того времени. [59] Несмотря на неоднозначную реакцию, проект считается частью усилий по использованию генетических данных 15 000 человек для поддержки генетических исследований. Используя NFT, проект хочет гарантировать, что пользователи, предоставляющие свои генетические данные, смогут получать прямую оплату за свой вклад. [59] [60]
С 1997 года Чёрч совместно разрабатывал технологии «геномной инженерии» либо посредством общей гомологичной рекомбинации (recA и лямбда-красный) [61] , либо с помощью нуклеаз, специфичных для последовательности. [62] С 2004 года его команда разработала использование синтезаторов массивов ДНК (также известных как ДНК-чипы) для комбинаторных библиотек и сборки больших сегментов генома. [63] Он был соавтором разработки Multiplex Automated Genome Engineering (MAGE) и оптимизировал CRISPR / Cas9 , открытый Дженнифер Дудна и Эммануэль Шарпантье для разработки различных геномов, от дрожжевого до человеческого. [62] Использование в его лаборатории CRISPR в индуцированных человеком плюрипотентных стволовых клетках (hiPS) является последним претендентом на точную генную терапию. [64]
Его команда стала первой, кто взялся за изменение генетического кода в масштабе генома. [65] Это было сделано на геноме из 4,7 миллионов пар оснований промышленно полезного микроба ( E. coli ) с целью создания более безопасного и более продуктивного штамма; этот штамм использует непротеиногенные аминокислоты в белках и метаболически и генетически изолирован от других видов.
Он является соавтором нескольких применений ДНК, в том числе детекторов темной материи – слабо взаимодействующих массивных частиц (WIMP), [66] противораковых «нанороботов», [67] и стратегий хранения цифровых данных, которых насчитывается более миллиона. раз плотнее обычных дисков. [68] Вместе с полимеразой ДНК можно использовать для распознавания и хранения изменений в фотонах, нуклеотидах или ионах. [69]
Черч был частью команды, которая в научном комментарии 2012 года предложила карту мозговой активности, позже названную BRAIN Initiative (Исследование мозга посредством развития инновационных нейротехнологий). [69] [70] Они обрисовали конкретные экспериментальные методы, которые могут быть использованы для достижения того, что они назвали «функциональным коннектомом », а также новые технологии, которые необходимо будет разработать в ходе проекта, [69] включая беспроводную связь, минимально инвазивные методы обнаружения и управления активностью нейронов с использованием микроэлектроники или синтетической биологии . В одном из таких предложенных методов ДНК , полученная ферментами , будет служить «ленточной записью» активности нейронов. [69] [71]
Чёрч работал над созданием аденоассоциированных вирусных векторов, позволяющих избежать врожденных иммунных и воспалительных реакций. Исследование было опубликовано в журнале Science Translational Medicine в 2021 году и показало возможность менее иммуногенной генной терапии с использованием новых аденоассоциированных вирусов (AAV), отредактированных TLR9, в качестве более безопасного вирусного вектора. [72] Основываясь на исследовании, Чёрч и постдок из его лаборатории, который также был первым автором исследования, стали соучредителями Ally Therapeutics. [73] [74] В 2017 году лаборатория Чёрча в Гарварде создала единую комбинированную генную терапию на основе аденоассоциированного вируса (AAV) «для одновременного лечения нескольких возрастных заболеваний», подробно описав эффективность технологии в снижении ожирения второго типа. диабет, сердечная и почечная недостаточность у мышей, работа была опубликована в PNAS . [75] В начале 2018 года [76] в лаборатории Чёрча в Институте Висс в Гарварде был запущен препарат Rejuvenate Bio для профилактики и лечения ряда возрастных заболеваний у собак, продлевающий общую продолжительность их жизни. [77] В феврале 2020 года компания Rejuvenate Bio, соучредителем которой является Черч, получила эксклюзивную международную лицензию от Гарвардского управления технологических разработок на коммерциализацию своей технологии генной терапии. [78] [79] Как сказал в интервью Черч соучредитель Rejuvenate Bio:
Наука еще не нашла способа заставить таких сложных животных, как собаки, жить вечно, поэтому лучшее, что мы можем сделать, — это найти способ поддерживать здоровье как можно дольше в процессе старения. [80]
Однако прогресс исследовательской группы в области генной терапии старения был очень ограниченным. Документ PNAS от 2022 года , подготовленный группой Чёрча, уже подвергся двум исправлениям: одно за неполное раскрытие конфликта интересов, а другое за дублирование изображений. [81]
Чёрч является преподавателем Консорциума космической генетики Гарвардской медицинской школы . [82]
В марте 2015 года Черч и его исследовательская группа по генетике в Гарварде успешно скопировали некоторые гены шерстистого мамонта в геном азиатского слона. Используя технику редактирования ДНК CRISPR , его группа соединила генетические сегменты замороженных образцов мамонтов, включая гены из ушей, подкожного жира и волосяного покрова, с ДНК клеток кожи современного слона. National Geographic в статье под названием « Гибриды мамонта и слона могут быть созданы в течение десятилетия. Должны ли они быть созданы? », сообщает:
Мечты Чёрча о создании гибридного мамонта впервые углубились после интервью, которое он дал газете New York Times в 2008 году о попытках секвенировать геном шерстистого мамонта.
Это был первый случай, когда гены шерстистого мамонта оказались функционально активными с момента вымирания этого вида. [83] Однако их работа не подвергалась экспертной оценке. Черч заявил, что «просто внести изменения в ДНК не так уж важно. Мы хотим расшифровать фенотипы». Для этого команда планирует провести дальнейшие тесты, чтобы превратить гибридные клетки в специализированные ткани, а затем попытаться превратить гибридные клетки кожи слона и мамонта в гибридные эмбрионы, которые можно будет выращивать в искусственных матках . [ нужна цитата ]
13 сентября 2021 года Чёрч вместе с предпринимателем Беном Ламмом основал компанию Colossal Biosciences , занимающуюся бионауками и генетикой . Компания пытается использовать генетический код, чтобы возродить шерстистого мамонта, наделив азиатских слонов чертами мамонта. [84] [85]
Летиция Гэрриот де Кайе , основатель и генеральный директор Global Space Ventures и инвестор Colossal Biosciences, сказала:
В 2014 году я спросил своего друга Илона Маска , кого он знает, кто готов внести глубокие изменения в область геномики, и он ответил: Джордж Черч. Итак, в июне 2014 года я посетил Джорджа в его лаборатории в Бостоне. Я сразу понял, что буду искать возможность сотрудничать с Джорджем. Global Space Ventures рада поддержать Colossal. [86] [87]
Через свою лабораторию в Гарварде Черч стал соучредителем около 50 [10] [12] биотехнологических компаний, в том числе Veritas Genetics (геномика человека, 2014 г., совместно с Мирзой Чифриком, Престоном Эстепом , Инин Чжао, Джо Такурией), Warp Drive Bio (натуральные продукты). , 2011 г., с Грегом Вердином и Джеймсом Уэллсом), Alacris (системная терапия рака, 2010 г., с Хансом Лерахом, Бернхардом Херрманном и Шахидом Имраном), Knome (геномика человека, 2007 г., с Хорхе Конде и Сундаром Субраманиамом), [88] Pathogenica (микробная и вирусная NGS-диагностика, 2009 г., с Йеми Адесоканом), [89] AbVitro (иммуномы, 2010 г., с Франсуа Виньо), [90] Gen9 Bio (синтетическая биология, 2009 г., с Джозефом Джейкобсоном и Дрю Энди ), EnEvolv (Геном Engineering), Joule Unlimited (SolarFuels, 2007, с Нубаром Афеяном и Дэвидом Берри ), LS9 (зеленая химия, 2005, с Крисом Сомервиллем, Джеем Кислингом , Винодом Хосла , Нубаром Афеяном и Дэвидом Берри ), [91] [92] [ 93] и ReadCoor (пространственная биология, 2016, совместно с Ричардом Терри и Эваном Р. Догарти). [94]
Чёрч возглавил концепцию и внедрение оборудования для секвенирования открытого доступа [95] и обмена медицинскими данными человека. [57] Он отметил возможность повторной идентификации участников исследований на людях и тенденцию к непрозрачности форм согласия, предложив альтернативный механизм «открытого согласия». [55] [56] Он участвовал в работе Президентской комиссии по изучению биоэтических проблем, [96] предостерегая о риске синтетической ДНК и предлагая снижение риска посредством лицензирования и надзора. [97] [98] Его лаборатория специализируется на инженерии биобезопасности. [65]
Чёрч был одним из первых сторонников открытого онлайн-образования с 2002 года. [ необходима ссылка ] Он является советником Образовательного проекта по личной генетике [99] и провел день, преподавая в школе Джемиси. [100] Он отстаивал гражданскую науку, особенно в области синтетической биологии и личной геномики. [56] С 2008 года его команда проводит ежегодную конференцию «Геномы, среда и признаки» (GET) с бесплатными онлайн-видео. [101]
Чёрч является членом Совместной организации по быстрому развертыванию вакцин (RaDVaC), группы, сформированной в начале пандемии SARS-CoV-2 для создания легко производимой, бесплатной вакцины с открытым исходным кодом для самостоятельного введения. [102]
Церковь частично финансировалась с 2005 по 2007 год некоммерческой организацией Jeffrey Epstein VI Foundation . [103]
Черч столкнулся с критикой за свой ответ на вопрос журнала Der Spiegel , в котором он предположил, что технически возможно создать неандертальца , реконструировав его ДНК и соответствующим образом модифицировав живые человеческие клетки. [104] Чёрч отметил, что он не работал над таким проектом. [105] [106]
В своей научной и популярной деятельности Черч продвигал секвенирование генома в открытом доступе и распространение медицинских данных о человеке, а также онлайн- открытое образование и гражданскую науку .
Чёрч вместе с Эдом Регисом является автором «главной научной книги» журнала New Scientist в 2012 году «Регенезис: как синтетическая биология заново изобретёт природу и самих себя» . [107] [108] Он участвовал в новостных интервью и видеороликах, в том числе на площадках TED, TEDx, [109] [110] [111] и TEDMED, на канале PBS Charlie Rose , [112] Faces of America и NOVA . а также в PopSci, EG и The Colbert Report . [113] [114] Он регулярно публикует публикации и видеоролики на Edge.org [115] и является членом Xconomists, специальной группы редакционных консультантов для компании технических новостей и средств массовой информации Xconomy . [116]
В 2015 году Дженин Интерланди написала статью в журнале «Церковь за популярную науку» под названием « Церковь Джорджа Черча: от возрождения вымерших видов до охоты на темную материю, может ли один ученый изменить биологию — и нашу жизнь? », где она заявляет:
Подобно инженеру, он (Джордж Черч) склонен рассматривать Вселенную не как разрозненный набор загадок, а как машину с огромным набором кнопок и рычагов, каждый из которых просит, чтобы его толкали и тянули. [117]
Черч получил похвалы, включая избрание в Национальную академию наук (в 2011 году), [8] [118] и Национальную инженерную академию (в 2012 году). [119] Он получил премию Американского общества микробиологии Promega за биотехнологические исследования, а также премию Бауэра и премию за достижения в науке Института Франклина . [120] Вместе с Эдом Регисом он является автором «главной научной книги» NewScientist « Регенезис » (по синтетической биологии) .
Другие награды включают трехлетнюю международную премию Стивена Хугендейка в 2010 году и дважды попадание в список Top 50 журнала Scientific American (за «Проектирование искусственной жизни» в 2005 году и «Геном стоимостью 1000 долларов» в 2006 году). [121] [122] Newsweek выбрал Черча за признание «Сила идей» в 2008 году в категории медицины (для проекта «Личный геном»). [123] В сентябре 2010 года Черч был удостоен награды Mass High Tech All-Star Award за свою работу в области генетики. [124]
Он является членом Исследовательского консультативного совета Исследовательского фонда SENS . [125]
Черч замужем за коллегой-преподавателем генетики Гарвардской медицинской школы Тин Ву . [126]
Черч открыто поддерживал веганский образ жизни по причинам, связанным со здоровьем, а также с экологическими и моральными проблемами. Когда его спросили о его диетическом выборе, Черч ответил: «Я стал веганом время от времени с 1974 года, когда меня вдохновило участие в исследовании питания Массачусетского технологического института, и, строго говоря, с 2004 года». Далее он выделяет 4 причины:
медицинские ( холестерин в рыбе и молочных продуктах), сохранение энергии (до 20-кратного воздействия), жестокость (« органические » животные лишены лекарств, которые используют люди) и риски распространения патогенов (не только гриппа) ... [ отмечая, что] веганство — это проблема, в которой совпадают личная и глобальная любовь к жизни, здоровью и богатству. Жаль терять частичку человечества и планеты только из-за отсутствия рецептов. [127]
Джордж идентифицирует себя как разумный человек. [128] Сентиентизм — это натуралистическое мировоззрение, которое уделяет моральное внимание всем чувствующим существам.
В контексте проекта «Личный геном» журналисты Forbes и Wired отметили открытость Черча в отношении проблем со здоровьем, включая дислексию , нарколепсию и высокий уровень холестерина (одну из причин его веганской диеты). [129] [130] У Чёрча возникают многие из его лучших идей во время короткого сна, вызванного его нарколепсией, и поэтому он не лечит ее. [131]
Чёрч сотрудничал с предпринимателем -трансгуманистом Джеймсом Клементом в исследовании «Супердолгожители», целью которого является секвенирование геномов сверхдолгожителей в надежде обнаружить потенциальные генетические факторы, лежащие в основе их долголетия . [132] С 2023 года он входит в научно-этическую консультативную комиссию Расширенных игр . [133] [134]
Прямое геномное секвенирование, впервые описанное Черчем и Гилбертом (15) и получившее дальнейшее развитие в нашей лаборатории (16), позволяет преодолеть недостатки, присущие использованию ферментов рестрикции.