Mary-Dell Chilton. La Reina del Agrobacterium

Mary-Dell Chilton nació en Indianápolis, la capital de Indiana, el 2 de febrero de 1939. Cuando estaba en la escuela secundaria, como muchos estudiantes en ese momento, estaba fascinada por las estrellas brillantes en el cielo nocturno. Se unió al club de fabricación de telescopios en el Planetario Adler en Chicago y aprendió a hacer un telescopio. Insatisfecha con el efecto del telescopio de fabricación propia, trató de mejorarlo. Al mismo tiempo, escribió su idea de mejorar el telescopio en un libro de planos y participó en el concurso Westinghouse Science Prize de 1956 (ahora rebautizado como Intel Science Prize).

Aunque la competencia no ganó[1], Pero también entró en la segunda vuelta final. Durante el proceso de selección, el concursante tuvo que ir al escenario para demostrar sus ideas. Esta experiencia la hizo sentir que ella podría ser diferente por primera vez. Por eso, cuando llegó a la Universidad de Illinois, no podía esperar para especializarse en astronomía. Inesperadamente, debido a que había demasiados estudiantes que querían estudiar astronomía, la despidieron, «esperando su segundo año para estudiar de nuevo».[2].

Aunque ya no era un problema para las mujeres ir a la universidad en ese momento, las mujeres a menudo eran excluidas. Después de ser despedida, Chilton decidió no prestar atención a la astronomía y pasó a especializarse en física, pero la física en realidad no era su especialidad (a menudo se quedaba dormida en clase), por lo que pasó a especializarse en química.

Pero ya sea astronomía, física o química, no es lo que ella quiere. Tras llegar al instituto de investigación, encontró el tema que realmente le interesó: la biología molecular. Escuchar las historias de Watson, Crick y la doble hélice del ADN la fascina, pero ¿qué puede hacer la biología molecular?

Ahora sabemos que la biología molecular tiene muchas aplicaciones, pero en la década de 1960 la gente no sabía lo que podía hacer la biología molecular. Así que decidió no apresurarse a buscar trabajo. Después de todo, ella había completado su investigación postdoctoral en la Universidad de Washington en ese momento. Estaba casada y tenía hijos. Su esposo era profesor universitario y le pagaban más que para mantener a la familia. Entonces, primero trabajó a tiempo parcial en el Departamento de Microbiología de la Universidad de Washington, y luego hizo algunos experimentos en el laboratorio de su esposo cuando tuvo tiempo.

En ese momento, la estudiante que estudió su microbiología le mostró un papel de diario. El artículo proviene de una tesis doctoral en la Universidad de Leiden. Mencionó que el ADN del tumor de agallas de la corona producido por Agrobacterium tumefaciens puede hibridar con el ADN de Agrobacterium, por lo que el autor cree que Agrobacterium está en Cuando infecta una planta, inserta una parte de su propio gen (ADN) en la planta.

La reacción de Chilton en ese momento fue: ¡cómo es esto posible! Pero pensándolo bien más tarde, creo que es bastante interesante.Así que le pidió a Gene Nester, un microbiólogo, y Milt Gordon, un virólogo de plantas, que estudiaran este tema.[3].

El experimento no tuvo éxito al principio, porque la tecnología de hibridación en ese momento era muy primitiva y era demasiado difícil detectar secuencias de ADN de menos del uno por ciento en plantas (los resultados de la Universidad de Leiden pueden ser solo ruido). Más tarde, el equipo de investigación de la Universidad de Pensilvania descubrió que cuando mantenían Agrobacterium a 37 grados Celsius (la temperatura de crecimiento óptima para Agrobacterium es 28 grados Celsius) durante un período de tiempo, Agrobacterium perdería su tumorigenicidad. Este descubrimiento significa que los factores tumorigénicos de Agrobacterium no se encuentran en sus cromosomas.

¿Es un plastidio que porta el factor tumorigénico?Los intentos iniciales de aislar plastidios no tuvieron éxito hasta que Ivo Zaenen de la Universidad de Gante en Bélgica aisló con éxito plastidios de Agrobacterium con un gradiente de concentración de sacarosa (más tarde este plastidio se denominó Ti (tumorigénico) Plástido[Tumor-inducing (Ti) plasmid]), y luego me enteré de la razón por la que otros equipos de investigación fracasaron: ¡los plástidos de Agrobacterium son demasiado grandes! Sabiendo cómo aislar los plástidos de Agrobacterium, rápidamente aislaron los plástidos de Ti y volvieron a hacer marcadores moleculares. En ese momento, para ser el primero en publicar, el equipo de investigación de Chilton continuó trabajando en el reloj de sol y trabajó sin cesar durante varias semanas antes de encontrar finalmente el ADN de Agrobacterium en los tumores de la corona de las plantas.[4]!

Está probado que Agrobacterium puede insertar su propio ADN en las plantas. La siguiente tarea es ver qué tipo de ADN se transfiere y qué sección de este plastidio es más importante para la tumorigenicidad de Agrobacterium. Después de seleccionar y secuenciar los fragmentos insertados en plantas, y de compararlos con la secuencia de plastidios Ti de Agrobacterium, se descubrió rápidamente que los fragmentos de ADN (llamados T-ADN) insertados en las plantas por Agrobacterium estaban ubicados en el borde izquierdo. (LB, borde izquierdo) y borde derecho (RB, borde derecho); y el resultado de la mutación con transposón (transposón) encontró que no importa cómo el ADN-T sea dañado por el transposón, no afectará su transformación. Dentro. Este resultado les hizo darse cuenta: ¿tal vez puedan reemplazar el ADN-T con cualquier gen, y Agrobacterium todavía lo colocará?

El equipo de investigación de la Universidad de Chilton y Ghent demostró rápidamente que Agrobacterium puede insertar en las plantas cualquier ADN ubicado en la región del T-ADN. ¿Significa esto que los científicos pueden transformar este patógeno en un portador de biotecnología vegetal?

¡Por supuesto que es posible! Sin embargo, hay un punto de control final: el plástido de Agrobacterium es un gigante con cientos de pares de kilo-bases (kbps, pares de kilo-bases), lo que hace que la operación no sea muy conveniente.

Pero pronto todos descubrieron que la masa corporal de Ti se puede dividir en dos. La región vir (región vir) que se descubrió previamente cuando se realizaron mutaciones con un translocador es un gen necesario para la tumorigenicidad de Agrobacterium, pero puede asignarse a otro plastidio sin afectar en absoluto la transferencia de T-ADN. . De esta manera, la masa corporal se divide en dos, la parte restante es mucho más pequeña y la operación se vuelve más conveniente. Así nació el conocido «sistema de vector binario».

Muchos años después, Chilton pensó en este momento, y todavía sentía que el estado de todo el equipo de investigación dedicado a la publicación para publicarlo primero hizo que la extrañara mucho. Pero el descubrimiento en ese momento condujo al final al debate actual sobre la reforma de la fundación, lo que ella no esperaba. En 1983, dejó la Universidad de Washington para iniciar su propia empresa de biotecnología vegetal. Después de una serie de fusiones y adquisiciones, la empresa se convirtió en Syngenta, una de las cuatro empresas de biotecnología más grandes del mundo.

Como fundadora y Chilton de 77 años, no solo aún no se ha jubilado, sino que para cultivar talentos científicos más avanzados, recibe a 25 estudiantes en su casa cada año. Estos estudiantes no solo vienen a jugar, viven en la casa de Chilton y trabajan en el laboratorio de Chilton, el tiempo puede variar de tres meses a un año. Chilton cree que esto permitirá que estos futuros científicos comprendan mejor lo que es ser científico. Por lo tanto, llamó a este proyecto «The Chilton Hilton» (‘The Chilton Hilton’)[5].

Desde un estudiante de secundaria que quería hacer un mejor telescopio astronómico en 1955 hasta una erudita que quería saber si Agrobacterium realmente podrían incorporar su ADN en las plantas en la década de 1970, Chilton siempre ha dejado que su corazón la guíe. Avanzar. En los últimos años, también ha recibido muchos premios, incluido el World Food Award 2013, y fue incluida en el National Inventors Hall of Fame en 2015. Aunque todavía no ha ganado el Premio Nobel, el descubrimiento de Chilton tiene un impacto muy importante y de gran alcance en toda la humanidad. Con respecto a las diversas controversias de los cultivos modificados genéticamente en los últimos años, cree que muchas están dirigidas a empresas biotecnológicas individuales. Al mismo tiempo, también señaló que el potencial de la biotecnología modificada genéticamente no se ha aprovechado plenamente y debería ser más resistente a plagas, enfermedades y malezas. Mejor aplicación de agentes en beneficio de toda la humanidad.

Finalista de Westinghouse en 1956 pasa de la óptica y los telescopios a revolucionar la agricultura.

Mary-Dell Chilton, Martin H. Drummond, Donald J. Merlo, Daniela Sciaky, Alice L. Montoya, Milton P. Gordon, Eugene W. Nester. 1977. Incorporación estable de ADN plasmídico en células vegetales superiores: la base molecular de la corona tumorigénesis de la vesícula biliar. Cell, Vol. 11, Número 2, p263-271. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/0092-8674(77)90043-5

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