Jennifer Anne Doudna (nacida el 19 de febrero de 1964) es una bioquímica estadounidense reconocida por sus contribuciones pioneras a la edición de genes CRISPR y otros avances fundamentales en bioquímica y genética. En 2020, recibió el Premio Nobel de Química junto con Emmanuelle Charpentier por su trabajo innovador sobre "el desarrollo de un método para la edición del genoma". Actualmente, ocupa la cátedra Li Ka Shing Chancellor's Chair en los departamentos de química y biología molecular y celular de la Universidad de California, Berkeley. Desde 1997, también se desempeña como investigadora del Instituto Médico Howard Hughes.
Jennifer Anne Doudna (nacida el 19 de febrero de 1964) es una bioquímica estadounidense que ha sido pionera en el trabajo en la edición de genes CRISPR y ha realizado otras contribuciones fundamentales en bioquímica y genética. Recibió el Premio Nobel de Química 2020, junto con Emmanuelle Charpentier, "por el desarrollo de un método de edición del genoma". Es profesora de la cátedra Li Ka Shing Chancellor's Chair en el departamento de química y en el departamento de biología molecular y celular de la Universidad de California, Berkeley. Ha sido investigadora del Instituto Médico Howard Hughes desde 1997.
En 2012, Doudna y Emmanuelle Charpentier introdujeron en colaboración el concepto pionero de que CRISPR-Cas9, un sistema enzimático bacteriano que rige la inmunidad microbiana, podría aprovecharse para la edición programable del genoma. Esta propuesta ha sido ampliamente reconocida como uno de los descubrimientos más importantes de la historia biológica. Posteriormente, Doudna surgió como una figura preeminente en la "revolución CRISPR", distinguida por su investigación fundamental y su liderazgo en el avance de las tecnologías de edición del genoma mediadas por CRISPR.
Los numerosos reconocimientos de Doudna incluyen el Premio Alan T. Waterman 2000, que reconoce su investigación en cristalografía de rayos X sobre la estructura de las ribozimas, y el Premio Breakthrough Prize in Life Sciences 2015, compartido con Charpentier, por la tecnología de edición del genoma CRISPR-Cas9. Otras distinciones incluyen la recepción conjunta del Premio Gruber en Genética (2015), el Premio Tang (2016), el Premio Internacional Gairdner de Canadá (2016) y el Premio Japón (2017). En 2015, fue reconocida entre las 100 personas más influyentes de Time y, en 2023, fue incluida en el Salón de la Fama de los Inventores Nacionales. El Premio Nobel de Química 2020 fue otorgado conjuntamente a Jennifer Doudna y Emmanuelle Charpentier por su desarrollo de la tecnología de edición del genoma CRISPR-Cas9, un avance que ha revolucionado profundamente la biología molecular y ofrece una promesa sustancial para el tratamiento de trastornos genéticos.
Vida temprana y formación académica
Jennifer Doudna nació el 19 de febrero de 1964 en Washington, D.C., hija de Dorothy Jane (Williams) y Martin Kirk Doudna. Su padre obtuvo un doctorado. en literatura inglesa de la Universidad de Michigan, mientras que su madre poseía una maestría en educación. A la edad de siete años, la familia de Doudna se mudó a Hawaii, donde su padre asumió un papel docente en literatura estadounidense en la Universidad de Hawaii en Hilo. Al mismo tiempo, su madre obtuvo una segunda maestría en historia asiática de la misma universidad y posteriormente enseñó historia en un colegio comunitario local.
Durante su crianza en Hilo, Hawaii, Doudna desarrolló una profunda fascinación por la flora y la fauna locales. Su padre, un ávido lector de literatura científica, mantenía una colección de libros de divulgación científica en casa. En sexto grado, le presentó el trabajo fundamental de James Watson de 1968 sobre el descubrimiento de la estructura del ADN, La doble hélice, que resultó ser una importante fuente de inspiración. Al mismo tiempo, Doudna cultivó su interés por las ciencias y las matemáticas a lo largo de sus estudios.
Durante su estancia en Hilo High School, las inclinaciones científicas de Doudna fueron fomentadas significativamente por su profesora de química de décimo grado, Jeanette Wong, a quien Doudna ha reconocido constantemente como una figura fundamental a la hora de encender su temprana curiosidad científica. Además, un profesor visitante especializado en células cancerosas la motivó aún más a considerar la ciencia como una vía profesional. Asumió un puesto de investigación de verano en el laboratorio del distinguido micólogo Don Hemmes en la Universidad de Hawaii en Hilo, y se graduó de Hilo High School en 1981.
Doudna realizó sus estudios universitarios en bioquímica en Pomona College en Claremont, California. Durante su primer año, un curso de química general la llevó a cuestionar su aptitud para una carrera científica, lo que la llevó a contemplar un cambio importante en el segundo año al francés. Sin embargo, su profesor de francés le aconsejó que persistiera en la ciencia. Los profesores Fred Grieman y Corwin Hansch, ambos químicos de Pomona, ejercieron una influencia considerable en su trayectoria académica. Su investigación científica inicial se llevó a cabo en el laboratorio de la profesora Sharon Panasenko. Obtuvo su licenciatura en bioquímica en 1985. Posteriormente, realizó estudios de doctorado en la Facultad de Medicina de Harvard, obteniendo un doctorado. en química biológica y farmacología molecular en 1989. Su Ph.D. La disertación, supervisada por Jack W. Szostak, se centró en un sistema diseñado para mejorar la eficiencia de un ARN catalítico autorreplicante.
Esfuerzos profesionales y de investigación
Después de completar sus estudios de doctorado, realizó becas de investigación en biología molecular en el Hospital General de Massachusetts y en genética en la Facultad de Medicina de Harvard. Entre 1991 y 1994, se desempeñó como becaria postdoctoral Lucille P. Markey en Ciencias Biomédicas en la Universidad de Colorado Boulder, en colaboración con Thomas Cech. A partir de 2025, el índice h de Doudna será 166 según Google Scholar y 134 según Scopus.
Investigación sobre la estructura y función de las ribozimas
Durante la fase inicial de su carrera científica, Doudna dedicó sus esfuerzos a dilucidar la estructura y función biológica de las enzimas de ARN, conocidas como ribozimas. Mientras estaba afiliado al laboratorio Szostak, Doudna rediseñó con éxito el intrón catalítico del grupo I autoempalmable Tetrahymena, transformándolo en una ribozima catalítica genuina capaz de replicar plantillas de ARN. Aunque su enfoque principal implicaba diseñar ribozimas y comprender sus mecanismos fundamentales, reconoció un impedimento significativo en la incapacidad de visualizar estos procesos moleculares directamente. En consecuencia, Doudna se unió al laboratorio de Thomas Cech en la Universidad de Colorado Boulder con el objetivo de cristalizar y, por primera vez, determinar la estructura tridimensional de una ribozima, permitiendo así un análisis comparativo con las estructuras de enzimas basadas en proteínas. Este proyecto comenzó en el laboratorio Cech en 1991 y concluyó en la Universidad de Yale en 1996. En 1994, Doudna comenzó su mandato en la Universidad de Yale como profesora asistente en el Departamento de Biofísica y Bioquímica Molecular.
Análisis de difracción de rayos X de la estructura del sitio activo de ribozima en Yale
Mientras estaba en Yale, el grupo de investigación de Doudna cristalizó y dilucidó con éxito la estructura tridimensional del núcleo catalítico de la ribozima del Grupo I Tetrahymena. Sus hallazgos revelaron un grupo de cinco iones de magnesio dentro de una región específica del dominio P4-P6 de la ribozima, estableciendo un núcleo hidrofóbico que facilitó el plegamiento de la estructura restante. Esta disposición estructural muestra una analogía, aunque una distinción química, con el núcleo de aminoácido hidrofóbico típico que se encuentra en las proteínas. Posteriormente, su grupo también logró la cristalización de otras ribozimas, en particular la ribozima del virus de la hepatitis Delta. Esta investigación fundamental para resolver grandes estructuras de ARN posteriormente allanó el camino para investigaciones estructurales adicionales sobre elementos como un sitio interno de entrada al ribosoma (IRES) y varios complejos de proteína-ARN, incluida la partícula de reconocimiento de señales.
En 2000, Doudna recibió un ascenso al prestigioso puesto de Profesor Henry Ford II de Biofísica Molecular y Bioquímica en Yale. Durante los años académicos 2000-2001, se desempeñó simultáneamente como profesora visitante de química Robert Burns Woodward en la Universidad de Harvard.
Transición a Berkeley
En 2002, se mudó a Berkeley para reunirse con su esposo, Jamie Cate, y aceptó una cátedra de bioquímica y biología molecular. Esta medida también le concedió a Doudna acceso al sincrotrón del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, lo que facilitó sus experimentos con difracción de rayos X de alta potencia.
En 2009, comenzó una licencia de Berkeley para asumir un papel de liderazgo en la investigación de descubrimientos en Genentech. Sin embargo, después de un mandato de dos meses, dejó Genentech y regresó a Berkeley, con la ayuda de su colega Michael Marletta, y posteriormente canceló todos los demás compromisos para centrarse en la investigación CRISPR.
A partir de 2023, Doudna estaba afiliada a la Universidad de California, Berkeley, donde se desempeña como directora del Instituto de Genómica Innovadora. Este instituto, una empresa de colaboración entre Berkeley y UCSF, fue establecido por Doudna con el objetivo de desarrollar tecnología de edición del genoma y aplicarla para abordar desafíos sociales críticos en la salud humana, la agricultura y el cambio climático. Ocupa la distinguida Cátedra del Canciller Li Ka Shing en Biomedicina y Salud y preside el Comité Asesor del Canciller en Biología. Actualmente, los esfuerzos de investigación de su laboratorio se concentran en los aspectos estructurales y funcionales de los sistemas CRISPR-Cas, el desarrollo de nuevas tecnologías de edición del genoma y mecanismos de administración para terapias CRISPR, y técnicas innovadoras para la edición precisa del microbioma.
Descubrimiento de la edición del genoma CRISPR-Cas9
En 2006, Jillian Banfield presentó a Doudna CRISPR, después de haberla localizado a través de una búsqueda en Google de "RNAi y UC Berkeley", que mostraba de manera destacada el nombre de Doudna. Posteriormente, en 2012, Doudna y su equipo de investigación lograron un gran avance que simplificó significativamente el proceso de edición del ADN genómico. Esta innovación se centra en la proteína Cas9, un componente integral del sistema inmunológico bacteriano "CRISPR" del Streptococcus, que funciona como una tijera molecular junto con el ARN guía. Cas9 ataca y escinde el ADN viral, inhibiendo así la infección viral de la bacteria. Si bien Yoshizumi Ishino y sus colaboradores identificaron inicialmente este sistema en 1987, y Francisco Mojica lo caracterizó posteriormente, Doudna y Emmanuelle Charpentier fueron los primeros en demostrar su programabilidad utilizando varios ARN para el corte y edición precisos del ADN.
Con la creciente aplicación de CRISPR en la edición de organismos multicelulares, Doudna ha sido reconocida constantemente como una voz prominente con respecto a las implicaciones éticas de modificar las funciones de los organismos a través de la tecnología CRISPR. Posteriormente, numerosos grupos de investigación han avanzado en este descubrimiento, lo que ha dado lugar a diversas aplicaciones que abarcan la biología celular fundamental, estudios de plantas y animales e intervenciones terapéuticas para enfermedades como la anemia falciforme, la fibrosis quística, la enfermedad de Huntington y el VIH. Doudna, junto con otros distinguidos biólogos, abogó por una moratoria global sobre la implementación clínica de la edición genética basada en CRISPR. Ella respalda la aplicación de CRISPR para la edición de genes somáticos, que implica modificaciones genéticas no heredadas por generaciones posteriores, pero se opone a su uso en la edición de genes de la línea germinal.
La llegada del sistema CRISPR, que ofrece un método novedoso y directo para la edición de ADN, precipitó una rápida búsqueda de protección de patente para la técnica. Tanto el equipo de Doudna en UC Berkeley como un grupo de investigación del Broad Institute, asociado con el Instituto de Tecnología de Massachusetts y Harvard, presentaron solicitudes de patente. En particular, Feng Zhang del Broad Institute demostró la eficacia de CRISPR-Cas9 en la edición de genes dentro de células humanas cultivadas apenas unos meses después de la publicación de su metodología por parte de Doudna y Charpentier. Antes de la resolución de la solicitud de patente de UC Berkeley, se otorgó una patente a los investigadores del Broad Institute, lo que llevó a UC Berkeley a iniciar acciones legales impugnando esta decisión. En 2017, el tribunal falló a favor del Broad Institute, que afirmó el inicio previo de la investigación y demostró la primera aplicación de la tecnología a la ingeniería de células humanas, brindando apoyo empírico para la edición de células humanas, mientras que el grupo de la UC Berkeley solo había propuesto esta aplicación. Posteriormente, UC Berkeley apeló, sosteniendo que sus divulgaciones iniciales detallaban explícitamente la metodología para la solicitud que luego siguió el Broad Institute. El tribunal de apelaciones confirmó la patente del Broad Institute en septiembre de 2018. Al mismo tiempo, también se otorgó a UC Berkeley y sus cosolicitantes una patente que cubre la técnica general CRISPR. Para complicar aún más el panorama de las patentes, la afirmación del Broad Institute de precedencia en la investigación fue rechazada en Europa. Este rechazo se debió a una irregularidad procesal relativa a discrepancias en el personal que figura en la demanda y la solicitud de patente, lo que fomentó la especulación de que el grupo de UC Berkeley podría finalmente tener éxito en Europa. En 2011, Doudna cofundó Caribou Biosciences, una empresa creada para comercializar la tecnología CRISPR. A pesar de las disputas legales en curso, Doudna cofundó Editas Medicine con Zhang y otros colaboradores en septiembre de 2013, aunque se fue en junio de 2014; Posteriormente, Charpentier le extendió una invitación para unirse a CRISPR Therapeutics, que Doudna rechazó, citando su desafiante experiencia en Editas. Además, Doudna es cofundador de Intellia Therapeutics, una empresa derivada de Caribou, y Scribe Therapeutics, que desarrolló CasX, una variante de Cas9 más compacta y avanzada capaz de escindir eficientemente el ADN.
En 2017, Doudna fue coautor de A Crack in Creation: Gene Editing and the Unthinkable Power to Control Evolution con Samuel H. Sternberg. Esta publicación representa un ejemplo notable de una narrativa en primera persona que detalla un avance científico significativo, diseñado específicamente para una audiencia general.
Más allá de sus contribuciones al avance de CRISPR, Doudna identificó un mecanismo no convencional empleado por el virus de la hepatitis C para sintetizar proteínas virales. Esta investigación tiene potencial para el desarrollo de nuevas terapias antivirales capaces de inhibir infecciones sin inducir daño tisular.
Doudna expresó un optimismo considerable sobre el potencial de CRISPR para abordar enfermedades genéticas no tratadas y mejorar la agricultura sostenible, al mismo tiempo que expresó su aprensión de que las ventajas de la tecnología podrían no extenderse a las poblaciones más vulnerables sin un desarrollo cuidadoso y deliberado.
Biociencias de Mammoth
En 2017, Doudna cofundó Mammoth Biosciences, una startup de tecnología de bioingeniería con sede en San Francisco. La compañía obtuvo una financiación inicial de 23 millones de dólares, seguida de una ronda de financiación Serie B en 2020 que recaudó 45 millones de dólares adicionales. Esta empresa tiene como objetivo mejorar la accesibilidad de las pruebas de biodetección diseñadas para enfrentar los desafíos en la atención médica, la agricultura, el monitoreo ambiental y la biodefensa.
Respuesta al COVID-19
A partir de marzo de 2020, Doudna, junto con Dave Savage, Robert Tjian, Fyodor Urnov, Patrick Hsu y otros colegas del Innovative Genomics Institute (IGI), encabezó una iniciativa para implementar tecnologías basadas en CRISPR contra la pandemia de COVID-19, y al mismo tiempo estableció un centro de pruebas exclusivo. Esta instalación procesó más de 500.000 muestras de pacientes de estudiantes, personal, profesores, la comunidad local y trabajadores agrícolas de UC Berkeley en la región de Salinas. Al mismo tiempo, Mammoth Biosciences informó sobre una validación revisada por pares de un diagnóstico rápido de COVID-19 en el punto de necesidad basado en CRISPR, que ofrece ventajas en velocidad y rentabilidad en comparación con los ensayos basados en qRT-PCR.
Otros compromisos profesionales
Doudna se desempeña como fundadora y presidenta de la junta directiva del Innovative Genomics Institute, una organización que cofundó en 2014. Sus afiliaciones también incluyen funciones como científica docente en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (LBNL), investigadora principal en los Institutos Gladstone y profesora adjunta de farmacología celular y molecular en la Universidad de California, San Francisco (UCSF). En 2025, el Centro Nacional de Computación Científica de Investigación Energética en LBNL anunció el desarrollo de una nueva supercomputadora, nombrada en honor a Doudna, que está programada para suceder a la supercomputadora Perlmutter.
Doudna ocupa cargos en los consejos asesores científicos de empresas que cofundó, incluidas Caribou, Intellia, Mammoth y Scribe, además de formar parte de los consejos de Altos Labs, Isomorphic Labs, Johnson & Johnson, Synthego, Tempus AI y Welch Foundation. En 2022, se convirtió en asesora científica principal de Sixth Street Partners, donde brinda orientación sobre estrategias de inversión relacionadas con la tecnología CRISPR.
Vida personal
El matrimonio inicial de Doudna se produjo en 1988 con Tom Griffin, un compañero de estudios de posgrado en Harvard, aunque su unión concluyó en divorcio varios años después. El deseo de Griffin de mudarse a Boulder, Colorado, coincidió con el interés de Doudna en colaborar con Thomas Cech. Mientras trabajaba como investigadora postdoctoral en la Universidad de Colorado, Doudna conoció a Jamie Cate, entonces estudiante de posgrado. Sus esfuerzos de colaboración se centraron en cristalizar y dilucidar la estructura de la región catalítica del intrón P4-P6 del grupo I de Tetrahymena. Posteriormente, Doudna llevó a Cate a Yale y se casaron en Hawái en 2000. Más tarde, Cate asumió una cátedra en el Instituto Tecnológico de Massachusetts y Doudna lo siguió a Harvard en Boston. Sin embargo, en 2002, ambos aceptaron nombramientos como profesores en Berkeley y se trasladaron allí conjuntamente. Cate favorecía la atmósfera académica más informal de la costa oeste, influenciada por sus experiencias previas en la Universidad de California, Santa Cruz y el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, mientras que Doudna apreciaba el estatus de Berkeley como universidad pública. Actualmente, Cate es profesora en Berkeley y se dedica a la investigación sobre levaduras de edición de genes para mejorar la fermentación de celulosa para la generación de biocombustibles. Doudna y Cate tienen un hijo, nacido en 2002, que actualmente cursa estudios de ingeniería eléctrica e informática en UC Berkeley. La familia reside en Berkeley.
Premios y distinciones
Doudna fue reconocida como Searle Scholar y recibió el premio Beckman Young Investigators de 1996. En 2000, recibió el Premio Alan T. Waterman, el principal galardón de la Fundación Nacional de Ciencias para investigadores excepcionales menores de 35 años, en reconocimiento a su trabajo en la determinación de la estructura de las ribozimas. Al año siguiente, 2001, fue honrada con el Premio Eli Lilly en Química Biológica de la Sociedad Química Estadounidense (ACS).
En 2015, junto con Emmanuelle Charpentier, recibió el Premio Breakthrough en Ciencias de la Vida por sus importantes contribuciones a la tecnología de edición del genoma CRISPR/Cas9. Al año siguiente, en 2016, recibió el Premio Internacional Canadá Gairdner junto a Charpentier, Feng Zhang, Philippe Horvath y Rodolphe Barrangou. Además, en 2016, fue honrada con el Premio Heineken de Bioquímica y Biofísica. Sus otros reconocimientos incluyen el estatus de co-receptora del Premio Gruber en Genética (2015), el Premio Tang (2016), el Premio Japón (2017) y el Premio del Centro Médico Albany (2017). En 2018, Doudna recibió el Premio NAS en Ciencias Químicas, el Premio Pearl Meister Greengard de la Universidad Rockefeller y una Medalla de Honor de la Sociedad Estadounidense del Cáncer. También en 2018 recibió el Premio Kavli de Nanociencia junto con Emmanuelle Charpentier y Virginijus Šikšnys. En 2019 recibió el Premio Harvey del Technion/Israel para el ciclo 2018, compartido con Emmanuelle Charpentier y Feng Zhang, y el Premio LUI Che Woo en la categoría Welfare Betterment. En 2020, recibió junto con Emmanuelle Charpentier el Premio Wolf de Medicina. Ese mismo año, Doudna y Charpentier recibieron el Premio Nobel de Química por su trabajo pionero en el desarrollo de un método para la edición del genoma. En 2025, recibió la Medalla Nacional de Tecnología e Innovación y fue designada para recibir la Medalla Priestley 2026 de la ACS. Su elección a la Academia Nacional de Ingeniería se produjo en 2026.
Obtuvo membresía en la Academia Nacional de Ciencias en 2002, la Academia Estadounidense de Artes y Ciencias en 2003, la Academia Nacional de Medicina en 2010 y la Academia Nacional de Inventores en 2014. En 2015, junto con Charpentier, fue admitida como miembro de la Academia Estadounidense de Microbiología. Su distinción como miembro extranjero de la Royal Society (ForMemRS) le fue conferida en 2016. En 2017, Doudna recibió el premio Golden Plate de la American Academy of Achievement. En 2020, recibió una beca Guggenheim. En el año 2021 recibió el Premio a la Excelencia en Diagnóstico Molecular de la Asociación de Patología Molecular. También en 2021, el Papa Francisco nombró a Doudna, junto con sus colegas premios Nobel Donna Strickland y Emmanuelle Charpentier, miembros de la Academia Pontificia de Ciencias.
En 2015, ella y Charpentier fueron reconocidos entre las 100 personas más influyentes del Time. Posteriormente, en 2016, quedó finalista como Persona del Año de Time, compartiendo esta distinción con otros investigadores de CRISPR. En 2018 y 2023, la USC y Harvard le otorgaron títulos honoríficos de Doctora en Ciencias, respectivamente.
Busch-Vishniac, Ilene; Busch, Lauren; Tietjen, Jill (2024). "Capítulo 50: Emmanuelle Charpentier y Jennifer Doudna". En Mujeres en el Salón de la Fama de los Inventores Nacionales: Los primeros cincuenta años. Naturaleza Springer. ISBN 9783031755255.
- Busch-Vishniac, Ilene; Busch, Lauren; Tietjen, Jill (2024). "Capítulo 50. Emmanuelle Charpentier y Jennifer Doudna". Mujeres en el Salón de la Fama de los Inventores Nacionales: Los primeros 50 años. Naturaleza Springer. ISBN 9783031755255.
Bibliografía
- Isaacson, Walter (2021). "Introducción: En la brecha". En The Code Breaker: Jennifer Doudna, la edición genética y el futuro de la raza humana. Simón y Schuster. ISBN 978-1-9821-1585-2. Consultado el 8 de marzo de 2021.
- Publicaciones de Jennifer Doudna indexadas por Google Scholar
- "Jennifer Doudna: Conceptos básicos de CRISPR". YouTube. Instituto de Genómica Innovadora – IGI. 4 de noviembre de 2017.Çavkanî: Arşîva TORÎma Akademî
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- Isaacson, Walter (2021). "Introducción: En la brecha". En The Code Breaker: Jennifer Doudna, la edición genética y el futuro de la raza humana. Simón y Schuster. ISBN 978-1-9821-1585-2. Consultado el 8 de marzo de 2021.