Talento
O biofísico usa tecnologias CRISPR-Cas de ponta para construir uma caixa de ferramentas para vencer o câncer
Todos os anos, a Faculdade de Artes e Ciências de Yale contrata dezenas de acadêmicos excepcionais em departamentos acadêmicos nas áreas de ciências, humanidades e ciências sociais.
Por
Michaela Herrmann - 04/09/2024
Novo membro do corpo docente da FAS, Ailong Ke, professor do Departamento de Biofísica Molecular e Bioquímica.
Todos os anos, a Faculdade de Artes e Ciências de Yale contrata dezenas de acadêmicos excepcionais em departamentos acadêmicos nas áreas de ciências, humanidades e ciências sociais. Esta série apresenta o perfil de seis docentes que ingressarão na FAS no ano acadêmico de 2024-25, destacando suas realizações acadêmicas, ambições de pesquisa e o ensino que esperam fazer em Yale. Saiba mais sobre o corpo docente de escada e o corpo docente instrucional plurianual que ingressará na FAS.
Para Ailong Ke, um biofísico e bioquímico líder de campo que trabalha na vanguarda das tecnologias de RNA e CRISPR-Cas, a curiosidade é o que importa .
“Na verdade, não entrei na biologia do RNA ou CRISPR-Cas com o único propósito de curar doenças ou desenvolver tecnologias”, ele diz. “Eu realmente apenas segui minha curiosidade, e acho que este é um belo exemplo de que seguir sua curiosidade na ciência leva a algo grandioso.”
O desejo de Ke de entender o RNA — uma das moléculas mais importantes em nossas células, responsável por uma variedade de processos como expressão genética e transporte de informações biológicas — o levou à Faculdade de Artes e Ciências de Yale. Ele se junta ao Departamento de Biofísica Molecular e Bioquímica como Professor, onde iniciará um novo laboratório e continuará sua exploração dos mecanismos subjacentes ao RNA e outros ácidos nucleicos .
“Acredito que as pessoas que aplicam biologia estrutural a estudos mecanicistas têm uma vantagem única porque basicamente entendemos nossos sistemas de dentro para fora e em alta resolução — a ponto de entendermos como essa interação molecular funciona, o que ela significa e como podemos fazer uso dessa interação”, explica Ke. “Muitos insights ali podem ser convertidos em aplicações potenciais.”
Ke está particularmente ansioso para explorar essas aplicações lado a lado com os clínicos, uma oportunidade que Yale deve oferecer de sobra. “Para muitas tecnologias, devido à nossa formação limitada em medicina, biofísicos e bioquímicos podem não saber as melhores aplicações para elas. E, por outro lado, os clínicos podem não saber que já existe uma ferramenta inventada no laboratório para as doenças que eles querem curar.” Ke já está explorando oportunidades de colaboração com vários clínicos no campus. “Espero que possamos pegar as invenções do laboratório e levá-las para as clínicas e tentar beneficiar os pacientes.”
O foco principal da carreira de Ke até agora tem sido a molécula de RNA. Sua pesquisa está aprofundando a compreensão científica do sistema CRISPR-Cas: uma resposta imune celular natural encontrada em bactérias que pode ser reaproveitada por pesquisadores para direcionar e modificar sequências de DNA, um processo chamado edição de genoma. “Esses sistemas dependem do RNA como guia”, diz Ke, “então eu tento entender como o RNA guia o processo e como ele regula as atividades enzimáticas. Eu também tento ser criativo e tento fazer alguma biologia sintética, para gerar macromoléculas que realizam truques que não foram inventados pela natureza.”
O RNA está no “palco central” da pesquisa e da medicina atualmente, diz Ke, e ele espera que sua nova posição lhe permita atrair o talento e o financiamento para continuar expandindo os limites da pesquisa. O rápido desenvolvimento de vacinas de RNA e CRISPR-Cas o faz sentir como se tivesse “tirado a sorte grande” com seus interesses de pesquisa, especialmente com seu trabalho de ponta em edição de genoma com diferentes sistemas CRISPR-Cas.
É importante estar ciente das desvantagens potenciais do uso do CRISPR-Cas para edição de genoma, Ke aponta, ao mesmo tempo em que encontra maneiras de demonstrar o poderoso potencial da técnica. “Com a edição de genoma, estamos animados, mas também estamos cautelosos sobre seu risco potencial. Nada é 100% preciso , e o desvio de alvo por uma ferramenta de edição CRISPR pode ser muito prejudicial . Também há algumas questões éticas com isso”, ele explica .
“Mas acho que mirar em doenças sérias como o câncer vai, na verdade, aliviar algumas das preocupações que as pessoas podem ter sobre ferramentas de edição genética, porque é uma doença muito séria e grave, e precisamos de ferramentas poderosas para mirar nela.” Ajudar a desenvolver ferramentas que podem auxiliar em tratamentos de câncer tem sido um grande projeto no laboratório de Ke, e que ele planeja continuar em Yale. “Quando percebermos o grande potencial dessas ferramentas, acho que seria uma oportunidade perdida não segui-las.”
Ke também está entusiasmado em continuar a ensinar a próxima geração de cientistas, uma de suas partes favoritas de ser um membro do corpo docente. “Fundamentalmente, somos treinadores”, ele diz sobre seu tempo gasto no laboratório com os alunos. “Queremos ver a próxima geração de cientistas florescer.” As melhores partes do trabalho diário de Ke como professor? “Interagir com os estagiários no laboratório no dia a dia — entender e dar uma olhada em seus novos resultados, tentar ajudá-los a superar os obstáculos técnicos e fazer novas descobertas juntos. E a segunda é ensinar os alunos de graduação e basicamente levar o conhecimento para a próxima geração.”
Ele tem cerca de um ano para estabelecer seu laboratório, recrutar estagiários e escrever subsídios que irão preparar sua operação para um início forte que pode ser sustentado ao longo do tempo. Ke também decidirá em breve quais cursos oferecer — uma visão geral abrangente do RNA é uma opção , assim como aulas sobre CRISPR-Cas, bioquímica e biotecnologia .
Depois disso, é hora de correr.
“Yale tem sido uma fortaleza em biologia de RNA, biologia estrutural e mecanismos moleculares”, diz Ke sobre seu novo departamento. “Eu realmente tenho uma alta consideração pela pesquisa em Yale, então esta é uma ótima oportunidade de interagir com colegas que eu respeito muito diariamente, especialmente pessoas no campo da biologia de RNA.”
A combinação de trabalhar com alunos e ser inspirado por seus colegas deve resultar em uma função ocupada e gratificante. “Há essa nova tendência de essencialmente fazer biologia estrutural dentro da célula, biologia estrutural in situ, o que permitirá que os pesquisadores entendam onde as moléculas estão dentro da célula, com o que elas interagem e como elas desempenham sua função em seu ambiente nativo”, diz Ke, pensando claramente sobre o potencial para grandes desenvolvimentos no campo. “ Acho que isso vai levar a descobertas empolgantes. A biologia estrutural pode se tornar a vanguarda das ferramentas de pesquisa e impulsionar a descoberta, e eu quero fazer parte disso.”
O trabalho em biologia estrutural dos colegas Yong Xiong e Kai Zhang, ambos parte do Departamento de Biofísica Molecular e Bioquímica , é particularmente impressionante para Ke, e ele está ansioso para fazer parte da comunidade de outros acadêmicos excepcionais de Yale. “Há alguns tópicos que são realmente muito empolgantes incubando no departamento e em torno de Yale, e eu quero fazer parte disso. Estou ansioso para expandir os limites da biologia mecanicista e da biologia estrutural.”
