Joshua Lederberg Facts


O geneticista Joshua Lederberg (nascido em 1925) foi um pioneiro no estudo de bactérias e vírus para determinar a base química e molecular da genética.

Ele compartilhou o Prêmio Nobel de fisiologia ou medicina de 1958 com dois associados. Seu trabalho em recombinação genética impulsionou o campo da genética molecular para a vanguarda.

Joshua Lederberg é um geneticista ganhador do Prêmio Nobel cujo trabalho pioneiro em recombinação genética em bactérias ajudou a impulsionar o campo da genética molecular para a vanguarda da pesquisa biológica e médica. Durante as primeiras quatro décadas do século XX, o estudo da hereditariedade concentrou-se principalmente no problema da transmissão de elementos genéticos dos pais para os descendentes. Os organismos mais estudados foram animais e plantas superiores, em particular a pequena mosca da fruta Drosophila melanogaster e o milho domesticado Zea mays. No período imediatamente anterior e posterior à Segunda Guerra Mundial, no entanto, a atenção dos geneticistas começou a mudar para a investigação da estrutura e função dos próprios genes. Sendo os organismos mais elevados menos adequados para tais estudos, os geneticistas voltaram-se para formas muito mais simples, como bactérias e vírus. Como pioneiro nesta nova linha de pesquisa, os estudos de Joshua Lederberg sobre bactérias e vírus abriram o caminho para a compreensão moderna das bases químicas e moleculares da genética.

Joshua Lederberg nasceu em 23 de maio de 1925, em Montclair, Nova Jersey, filho do rabino Zwih H. e Esther (Goldenbaum) Lederberg. Depois que sua família se mudou para Nova York, ele freqüentou a Stuyvesant High School, onde cedo foi apresentado à biologia. Através de um programa conhecido

como laboratório de ciências do Instituto Americano, Lederberg teve a oportunidade de conduzir pesquisas em citoquímica (química de células) após o horário escolar e nos fins de semana. Ele foi influenciado desde cedo pela leitura dos trabalhos de escritores orientados à ciência, como H.G. Wells, Bernard Jaffe e Paul De Kruif. Por seu Bar Mitzvah, ele recebeu uma cópia do livro Introduction to Physiological Chemistry. de Meyer Bodansky, inscrito na Universidade de Columbia em Nova Iorque no currículo pré-médico em 1941. Ele recebeu uma bolsa de estudos do Hayden Trust para poder pagar a universidade. Servindo como assistente de laboratório do Professor F. J. Ryan do Departamento de Zoologia, Lederberg realizou vários experimentos sobre a mutação do bolor do pão Neurospora, tornando-se então um organismo importante para o estudo da genética bioquímica (isto é, como os genes controlam as reações bioquímicas nas células).

Após receber seu B.A. com honras em 1944, aos 19 anos de idade, Lederberg entrou na Faculdade de Médicos e Cirurgiões da Universidade de Columbia para seguir uma carreira médica. Ele havia se alistado no programa de treinamento universitário V-12 da Marinha dos EUA, que apresentava um currículo médico e pré-médico condensado para produzir oficiais médicos para os serviços armados durante a Segunda Guerra Mundial. Enquanto era graduado, Lederberg foi designado para o serviço no Hospital Naval dos EUA em St. Albans em Long Island. Dois anos depois de entrar no currículo médico, porém, ele tirou uma licença da Columbia para fazer pesquisas de pós-graduação em Yale no laboratório de Edward L. Tatum, que tinha sido pioneiro no uso de Neurospora para o estudo da genética bioquímica. Embora ele tivesse a intenção de trabalhar no laboratório de Tatum por apenas alguns meses, Lederberg permaneceu em Yale por dois anos, recebendo seu Ph.D. em 1946. Trabalhando com Tatum, Lederberg estudou o recém-descoberto fenômeno da reprodução sexual em bactérias, particularmente a espécie Escherichia coli. No laboratório de Tatum em New Haven, Lederberg conheceu sua futura esposa Esther, que se tornou uma importante geneticista por direito próprio, obtendo seu Ph.D. da Universidade de Wisconsin.

Em 1948 Lederberg aceitou uma nomeação como professor assistente de genética na Universidade de Wisconsin; ele foi nomeado professor associado em 1950 e professor titular em 1954. Em 1957, ele organizou o Departamento de Genética Médica e se tornou seu primeiro presidente. Dois anos depois, em 1959, Lederberg assumiu a presidência do recém-formado Departamento de Genética da Faculdade de Medicina da Universidade de Stanford em Palo Alto, Califórnia. Em 1962 ele tornou-se diretor dos Laboratórios Kennedy de Medicina Molecular da universidade. Em 1978 ele foi nomeado Presidente da Universidade Rockefeller.

Lederberg foi mais notado por duas grandes descobertas. Primeiro, ele mostrou que o sexo e o intercâmbio genético regularizado ocorrem em bactérias, assim como em animais e plantas superiores (embora por um mecanismo celular diferente). Segundo, ele demonstrou que o intercâmbio genético também pode ocorrer entre bactérias através da agência de vírus, que transportam porções de genes de uma célula hospedeira bacteriana para outra. Estas duas descobertas foram fundamentais para estabelecer a base metodológica para o estudo da organização molecular e função dos genes. Ele também descobriu que

a capacidade da penicilina de matar bactérias foi devido a sua capacidade de impedir a síntese das paredes celulares das bactérias.

Até 1940, os biólogos geralmente aceitavam o fato aparente de que as bactérias se reproduzem apenas por meios assexuais— ou seja, pela fissão de uma célula em duas. Assim, ao contrário da reprodução sexual, a reprodução assexuada produz descendentes geneticamente idênticos; por definição, não há possibilidade de troca e recombinação genética. Ao final de seu primeiro ano em Yale, no entanto, Lederberg estava convencido de que as bactérias têm uma espécie de vida sexual envolvendo o processo de conjugação, no qual duas células de linhagens opostas (“macho” e “fêmea”) se juntam e aparentemente trocam informações genéticas. Ao estudar este processo, Lederberg descobriu que os genes são transferidos de forma ordenada de uma das células bacterianas para a outra durante o processo de conjugação. Além disso, ele descobriu que a troca estava diretamente relacionada ao tempo, sugerindo que a célula doadora transferiu um único cromossomo linear a uma taxa uniforme para o receptor. Lederberg viu imediatamente que, se isto fosse verdade, ele forneceu um meio de mapear o cromossomo bacteriano. Ele descobriu que poderia interromper o processo de acasalamento em intervalos regulares e então determinar, através de análise bioquímica, as várias deficiências fisiológicas e as novas capacidades das células receptoras. Assim, tornou-se possível estudar a organização do material genético em bactérias assim como em animais e plantas superiores.

Em 1952, em colaboração com seu aluno de pós-graduação Norton D. Zinder, Lederberg descobriu um segundo processo de intercâmbio de genes entre bactérias envolvendo um vírus bacteriano (bacteriófago) como agente portador. Conhecido como transdução, este processo ocorre quando uma bacteriófago infecta uma célula bacteriana, reproduzindo-se por dentro usando a maquinaria celular da bactéria. Durante este processo, o DNA bacteriano (ácido desoxirribonucleico) é degradado. Ocasionalmente, fragmentos de DNA bacteriano tornam-se encerrados em uma casca de bacteriófago no lugar do DNA do vírus. Estes “pseudofagos” são capazes de infectar outra célula hospedeira, mas não podem replicar o DNA bacteriófago (já que não possuem DNA bacteriófago). O fragmento de DNA bacteriófago, entretanto, pode ser incorporado ao genoma da segunda bactéria e até funcionar em sua nova célula hospedeira.

O significado das descobertas de Lederberg era de grande alcance. Em geral, seus métodos abriram um procedimento totalmente novo para estudar a estrutura e organização do material genético tanto em bactérias quanto em vírus. Sugeria— para um futuro distante— a possibilidade de engenharia de trocas genéticas de modo a produzir bactérias com uma determinada composição genética desejada. Mais imediatamente, forneceu métodos para estudar o funcionamento dos genes, tornando possível o isolamento de genes particulares, e assim possibilitando o estudo de seus efeitos bioquímicos. Também forneceu a base para compreender o mecanismo das doenças virais e bacterianas em animais e plantas, já que em muitos casos os genes virais são incorporados ao DNA da célula hospedeira, produzindo efeitos a longo prazo, até mesmo hereditários. De fato, muito do trabalho subseqüente no desenvolvimento da biologia molecular nos anos 50 e 60 foi baseado nos métodos desenvolvidos por Lederberg e seus associados. Com George W. Beadle e Edward L. Tatum, Lederberg compartilhou o Prêmio Nobel de fisiologia ou medicina de 1958 por, nas palavras do comitê, “suas descobertas sobre a recombinação genética e a organização do material genético das bactérias”. O trabalho de Lederberg em genética acabou provando ser uma das bases do mapeamento genético que acabou levando a esforços para tratar geneticamente doenças e identificar aqueles em risco de desenvolver certas doenças.

Além de suas notáveis contribuições como cientista e técnico de laboratório, Lederberg também estava preocupado com o papel da ciência na sociedade e com os efeitos de longo alcance da pesquisa genética. Ele viu que a revolução biológica era uma “revolução filosófica” que deveria trazer uma nova profundidade de compreensão científica sobre a natureza da vida. Ele previu avanços científicos no tratamento do câncer, transplantes de órgãos e medicina geriátrica se desenvolvendo em um conjunto totalmente novo de problemas éticos e sociais.

Após o divórcio de sua primeira esposa, Lederberg casou-se com Marguerite Stein Kirsh em 1968, com quem teve dois filhos, uma filha e um filho. Embora Lederberg tenha ficado muito consciente durante toda sua vida da rigidez da competição pessoal, ele permaneceu firme em sua crença de que as descobertas científicas, por menores que fossem, eram benéficas para o mundo. “Os interesses comuns dos cientistas na busca de uma verdade universal”, disse Lederberg em The Excitement and Fascination of Science, “permanecem entre os raros laços que podem transcender as amargas rivalidades pessoais, nacionais, étnicas e sectárias”. Ele foi membro da Academia Nacional de Ciências, a Royal Society, Londres, e recebeu onze títulos honoríficos. Lederberg ainda considerava as armas químicas e biológicas uma questão da mais grave preocupação na sociedade atual, e prestou um extenso serviço de consultoria científica ao governo dos Estados Unidos, o que lhe valeu a Medalha Nacional da Ciência em 1989. No verão de 1997, Lederberg estava estudando o mortal vírus da gripe de 1918, encontrado em tecidos preservados, numa tentativa de encontrar uma vacina contra a doença que matou mais de 20 milhões de pessoas somente na Europa.

Leitura adicional sobre Joshua Lederberg

Informações biográficas sobre Lederberg podem ser encontradas no McGraw-Hill Modern Men of Science (Vol. 1, 1960). Uma discussão geral sobre o significado do trabalho de Lederberg, em conjunto com o de Beadle e Tatum, está no New York Times (31 de outubro de 1958). Também estão disponíveis trabalhos do próprio Lederber Papers in Microbial Genetics: Bacteria and Bacterial Viruses, University of Wisconsin Press, 1951; Man and his Future, Little, Brown, 1963, pp. 263-273; Health in the World Tomorrow, Third PAHO/WHO lecture on Biomedical sciences, PAHO/WHO Scientific Publications no. 175, 1968, pp. 5-15; The Excitement and Fascination of Science: reflections by Eminent Scientists, Vol. 3, Parte 1, Rockefeller University, 1990, pp. 893-915.


GOSTOU? PARTILHE COM OS SEUS AMIGOS!