Введение

Американский генетик

| известные ученики =
| известен = Синтетическая биология, Проект по возрождению шерстистого мамонта
| сокращение имени автора (бот) =
| сокращение имени автора (зоо) =
| награды =
| религия =
| сноски =
| супруга = Тинг Ву
| веб-сайт =

Джордж Макдональд Черч (родился 28 августа 1954 года) — американский генетик, молекулярный инженер, химик, серийный предприниматель и пионер в области персональной геномики и синтетической биологии. Он является профессором генетики имени Роберта Уинтропа в Гарвардской медицинской школе, профессором наук о здоровье и технологиях в Гарвардском университете и Массачусетском технологическом институте, а также одним из основателей Института биологически вдохновленной инженерии Висса при Гарвардском университете. Через свою лабораторию в Гарварде Черч является соучредителем около 50 биотехнологических компаний. В 2018 году лаборатория Черча в Гарварде выделила 16 биотехнологических компаний за один год. Исследования и технологические разработки, проводимые в лаборатории Черча, оказали влияние или внесли прямой вклад почти во все методы и компании "секвенирования нового поколения (NGS)". В 2017 году журнал Time включил его в список Time 100, список 100 самых влиятельных людей в мире. В 2022 году он был назван одним из самых влиятельных людей в биофармацевтической отрасли по версии Fierce Pharma и вошел в список 8 самых известных генетиков за всю историю человечества. По состоянию на 2023 год Черч является членом Совета спонсоров Бюллетеня ученых-атомщиков.

Ранние годы и образование

Черч родился 28 августа 1954 года на авиабазе МакДилл в Тампе, штат Флорида, и вырос в расположенном неподалеку Кливвотере, штат Флорида. Он учился в средней школе-интернате Phillips Academy в Андовере, штат Массачусетс, с 1968 по 1972 год. Затем он поступил в Университет Дьюка, где за два года получил степень бакалавра наук в области зоологии и химии. В связи с этим, Черч не соответствовал требованиям к аспирантам Университета Дьюка и был отчислен из программы в январе 1976 года. Ему сообщили, что "[Мы] надеемся, что любые проблемы, которые привели к вашим неудачам в Дьюке, не помешают вам добиться успеха в вашей будущей карьере". Результаты его работы были опубликованы, в том числе отчет в Proceedings, где Черч был ведущим автором ранней модели молекулярных взаимодействий между малым бороздкой двухцепочечной ДНК и β-спиралями белков. В 1977 году Черч вернулся к аспирантуре в Гарвардский университет под руководством Уолтера Гилберта и получил степень доктора философии в области биохимии и молекулярной биологии, работая над мобильными генетическими элементами внутри интронов митохондриальных генов дрожжей и генов иммуноглобулинов мыши (1984).

Карьера

После завершения докторской работы Черч провел шесть месяцев 1984 года в Biogen, промышленной лаборатории, куда Гилберт перевел значительную часть своей бывшей группы из Гарварда. Вскоре после этого он получил постдокторантскую стипендию Life Sciences Research Foundation в Калифорнийском университете в Сан-Франциско под руководством Гейл Р. Мартин, члена Национальной академии наук и одного из первооткрывателей метода выделения эмбриональных стволовых клеток мыши. В 1986 году Черч присоединился к преподавательскому составу Гарвардской медицинской школы в качестве ассистент-профессора и стал членом факультета медицинских наук и технологий Гарварда и Массачусетского технологического института. Он также был одним из основателей Института биологически вдохновленной инженерии Висса при Гарвардском университете. Он стал соучредителем Veritas Genetics и ее европейского и латиноамериканского подразделения Veritas Intercontinental, стремясь сделать преимущества геномных данных доступными для миллионов людей во всем мире. В 2012 году Черч был избран членом Национальной инженерной академии за вклад в технологии секвенирования генома человека, а также синтез и сборку ДНК. В 2018 году Черч основал Nebula Genomics, компанию в области персональной геномики, предлагающую услугу секвенирования всего генома. Компания заявляет, что разрабатывает собственный блокчейн для повышения конфиденциальности и безопасности, а также предоставляет возможность бесплатного секвенирования в обмен на геномные и личные данные. Однако, несмотря на это, повторная идентификация людей по генетическим данным все еще возможна (сама ДНК является уникальным идентификатором), правоохранительные органы могут выдавать ордера на обыск или запрашивать данные, и эта технология, учитывая сложность ее реализации, остается уязвимой для утечек данных. В 2021 году Черч стал соучредителем HLTH.network (ранее Shivom), блокчейн-стартапа в сфере здравоохранения, создавшего первый в мире глобальный рынок обмена и анализа геномных данных. HLTH.network стремится стать "первым в мире базовым протоколом для глобальных данных о здоровье".

Институт регенеза Джорджа Черча: сотрудничество с BGI Group, Китай

С 2007 года Черч входит в научный консультативный совет BGI Group, которая была признана компанией, связанной с китайскими военными, Министерством обороны США. В 2017 году BGI учредил "Институт регенерации имени Джорджа Черча" – исследовательское сотрудничество между лабораторией Черча и примерно дюжиной сотрудников BGI в Китае. Доктор Сюнь Сюй, исполнительный директор BGI Group, заявил: "Профессор Джордж Черч – легенда в этой области благодаря своим новаторским достижениям в редактировании генов и синтезе геномов. Благодаря поддержке передовой технологической платформы Китайского национального генбанка, сотрудничество между BGI и профессором Черчем позволит объединить лучшие ресурсы и таланты для преодоления текущих узких мест и дальнейшего совершенствования технологии". 18 февраля 2020 года компания Nebula Genomics, основанная Черчем, объявила о партнерстве с BGI. Образцы слюны, отправленные в Nebula Genomics для декодирования, затем направляются компанией в лаборатории BGI в Гонконге для секвенирования. Nebula Genomics сообщила, что это партнерство было заключено для снижения стоимости секвенирования всего генома (они предлагают 30-кратное секвенирование всего генома за 299 долларов), поскольку обычно эта процедура стоит дорого и недоступна большинству людей.

Исследования

Черч известен своим профессиональным вкладом в секвенирование геномов и интерпретацию полученных данных, в синтетической биологии и геномной инженерии, а также в развивающейся области нейробиологии, которая ставит целью картирование активности мозга и создание "функционального коннектома". Черч является пионером в таких специализированных областях, как персональная геномика и синтетическая биология. Он является сооснователем коммерческих предприятий, работающих в этих и других сферах – от химии экологически чистых и натуральных продуктов до тестирования инфекционных агентов и производства топлива, включая Knome, LS9 и Joule Unlimited (соответственно, компании, специализирующиеся на геномике человека, зеленой химии и производстве солнечного топлива).

Церковь и основание геномики

В 1984 году вместе с Уолтером Гилбертом Черч опубликовал первый метод прямого геномного секвенирования. В этой публикации описывалось циклическое применение жидкостей к твердой фазе, чередующееся с визуализацией, а также отказ от бактериального клонирования – стратегии, которые до сих пор используются в современных доминирующих технологиях секвенирования следующего поколения. Эти технологии начали оказывать влияние на секвенирование генома в масштабе генома в 2005 году. Черч также способствовал инициированию проекта «Геном человека» в 1984 году. Он изобрел широко применяемые концепции молекулярного мультиплексирования и штрих-кодовых меток, и его геном стал пятым полностью секвенированным человеческим геномом. Черч был первым человеком, предоставившим свои медицинские записи и геном в открытый доступ для исследователей. Трансфер технологий автоматического секвенирования и программного обеспечения из его Гарвардской лаборатории в Genome Therapeutics Corp. привел к получению первой последовательности бактериального генома и первого коммерческого генома (человеческого патогена Helicobacter pylori) в 1994 году. В 1995 году Черч был одним из изобретателей секвенирования на основе нанопор, которое сейчас доступно в коммерческих целях (например, Oxford Nanopore Technologies), но не в той форме, которая отражена в его вкладе в оригинальные патенты. Для облегчения интерпретации и обмена геномами Черч инициировал Проект персонального генома (PGP) в 2005 году, предоставив единственный в мире открытый доступ к наборам данных о геноме человека и признаках. Кроме того, Черч объявил о намерении опубликовать свою ДНК посредством NFT и использовать прибыль от ее продажи для финансирования исследований, проводимых Nebula Genomics. В июне 2022 года вместо первоначально запланированных NFT с его ДНК было опубликовано 20 NFT с его изображением из-за рыночной конъюнктуры. Несмотря на неоднозначную реакцию, проект рассматривается как часть усилий по использованию генетических данных 15 000 человек для поддержки генетических исследований. Используя NFT, проект стремится обеспечить прямую оплату пользователям, предоставляющим свои генетические данные, за их вклад.

Синтетическая биология и геномная инженерия

Церковь совместно разрабатывает технологии "геномной инженерии" с 1997 года, используя либо общую гомологичную рекомбинацию (recA и lambda red), либо последовательно-специфичные нуклеазы. Он разработал технологию Multiplex Automated Genome Engineering (MAGE) и оптимизировал систему CRISPR/Cas9, открытую Дженнифер Дудна и Эммануэль Шарпентье, для модификации самых разных геномов – от дрожжей до человеческих. Использование CRISPR в индуцированных плюрипотентных стволовых клетках человека (hiPS) в его лаборатории является одним из наиболее перспективных подходов к точной генной терапии. Его команда впервые предприняла попытку внести изменения в генетический код в масштабе всего генома. Это было сделано в геноме промышленно полезного микроба (E. coli) размером 4,7 миллиона пар оснований с целью создания более безопасного и продуктивного штамма, использующего непротеиногенные аминокислоты в белках и метаболически и генетически изолированного от других видов. Он является соавтором нескольких изобретений, связанных с применением ДНК, включая детекторы темной материи – слабо взаимодействующих массивных частиц (WIMPs), противораковые "нанороботы" и стратегии хранения цифровых данных, плотность которых более чем в миллион раз превышает плотность обычных дисковых накопителей. Вместе с полимеразой ДНК можно использовать для регистрации и хранения изменений в фотонах, нуклеотидах или ионах. Они описали конкретные экспериментальные методики, которые могут быть использованы для достижения так называемого "функционального коннектома", а также новые технологии, которые необходимо будет разработать в рамках проекта, включая беспроводные, минимально инвазивные методы для обнаружения и манипулирования нейронной активностью с использованием микроэлектроники или синтетической биологии. В одном из предложенных методов ДНК, производимая ферментативно, будет служить "ленточной записью" нейронной активности.

Генная терапия, старение и изменение возраста

Черч работал над созданием аденоассоциированных вирусных векторов для подавления врожденных иммунных и воспалительных реакций. Исследование было опубликовано в журнале Science Translational Medicine в 2021 году и продемонстрировало возможность создания менее иммуногенной генной терапии с использованием новых Аденоассоциированных вирусов (AAV), редактированных по TLR9, в качестве более безопасного вирусного вектора. На основе этого исследования Черч и постдок из его лаборатории, который также был первым автором работы, основали компанию Ally Therapeutics. В 2017 году лаборатория Черча в Гарварде разработала генную терапию на основе аденоассоциированного вируса (AAV) для одновременного лечения нескольких возрастных заболеваний, продемонстрировав эффективность технологии в снижении ожирения, диабета 2 типа, сердечной и почечной недостаточности у мышей. Результаты были опубликованы в PNAS. В начале 2018 года из лаборатории Черча в Институте Вайсса при Гарварде выделилась компания Rejuvenate Bio, занимающаяся профилактикой и лечением возрастных заболеваний у собак с целью продления их жизни. В феврале 2020 года компания Rejuvenate Bio, сооснователем которой является Черч, получила эксклюзивную мировую лицензию от Гарвардского управления по развитию технологий на коммерциализацию своей технологии генной терапии. В интервью Черч, как сооснователь Rejuvenate Bio, заявил: "Наука пока 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". Однако прогресс исследовательской группы в области генной терапии старения остается ограниченным. Статья, опубликованная в PNAS в 2022 году группой Черча, уже подверглась двум исправлениям: одно – за неполное раскрытие информации о конфликте интересов, другое – за дублирование изображений.

Космическая биология и космическая генетика

Церковь — преподаватель в Консорциуме космической генетики при Гарвардской медицинской школе.

Трансфер технологий, трансляционное воздействие и серийное предпринимательство

Через свою лабораторию в Гарварде Чёрч соучредил около 50 компаний, включая Pathogenica (диагностика микробов и вирусов с использованием NGS, 2009 г., с Йеми Адесокан), AbVitro (иммуномы, 2010 г., с Франсуа Виньо), Gen9 Bio (синтетическая биология, 2009 г., с Джозефом Джейкобсоном и Дрю Энди), EnEvolv (генная инженерия), Joule Unlimited (SolarFuels, 2007 г., с Нубаром Афеяном и Дэвидом Берри), LS9 (зеленая химия, 2005 г., с Крисом Сомервиллом, Джеем Кислингом, Винодом Хослой, Нубаром Афеяном и Дэвидом Берри) и ReadCoor (пространственная биология, 2016 г., с Ричардом Терри и Эваном Р. Даухарти).

Поддержка открытого согласия

Церковь возглавил разработку и внедрение аппаратного обеспечения для секвенирования с открытым доступом и общих медицинских данных о людях. Он отмечал возможность повторной идентификации участников исследований и тенденцию к непрозрачности форм согласия, предлагая альтернативный механизм "открытого согласия". Он также предостерегал от рисков, связанных с синтетической ДНК, и предлагал снизить их посредством лицензирования и контроля. В его лаборатории уделяется большое внимание разработке мер биологической безопасности, и он провёл день, обучая в школе Джемиси. Он активно поддерживал развитие гражданской науки, особенно в областях синтетической биологии и персональной геномики. С 2008 года его команда ежегодно проводит конференцию Genomes, Environments and Traits (GET) с бесплатными онлайн-видеозаписями.

Коллаборатив по вакцинации с быстрым развертыванием

Церковь является членом Коллаборатива по быстрому развертыванию вакцин (RaDVaC) – группы, образованной в начале пандемии SARS-CoV-2 с целью разработки легко производимой, бесплатной и открытой вакцины для самовведения.

Противоречия

Церковь частично финансировалась некоммерческим фондом Джеффри Эпштейна VI с 2005 по 2007 год. Церковь подвергся критике за ответ на вопрос журнала Der Spiegel, в котором он высказал предположение о технической возможности создания неандертальца путем реконструкции его ДНК и соответствующего изменения живых человеческих клеток. Церковь подчеркнул, что он не ведет работы над подобным проектом.

Награды и почести

Церковь был удостоен множества наград, включая избрание в Национальную академию наук (в 2011 году) и Национальную академию инженерии (в 2012 году). Он получил премию Американского общества микробиологии Promega Biotechnology Research Award и премию Бауэра и приз за достижения в науке Института Франклина. Вместе с Эдом Регисом он написал книгу "Regenesis", признанную NewScientist "лучшей научной книгой" (посвящена синтетической биологии). Среди других наград – Триеннальная международная премия имени Стивена Хугенджайка (2010 год) и дважды включение в список 50 лучших ученых по версии Scientific American (за "Проектирование искусственной жизни" в 2005 году и "Геном за 1000 долларов" в 2006 году). Журнал Newsweek отметил Черча в 2008 году в рамках программы "Сила идей" в категории "Медицина" (за проект "Персональный геном"). В сентябре 2010 года Черч был удостоен премии Mass High Tech All Star Award за вклад в генетику. Он является членом Консультативного совета по исследованиям фонда SENS Research Foundation.

Личная жизнь

Церковь женат на Тин Ву, сотруднице Гарвардской медицинской школы по генетике. Церковь открыто выражает поддержку веганского образа жизни, ссылаясь на соображения здоровья, а также экологические и моральные аспекты. На вопрос о своем выборе диеты, Черч ответил: «Я придерживался веганства с перерывами с 1974 года, когда меня вдохновило участие в исследовании питания в MIT, и строго с 2004 года». Он далее приводит четыре причины: медицинские (холестерин в рыбе и молочных продуктах), энергосбережение (вплоть до 20-кратного эффекта), жестокость (даже «органические» животные лишены лекарств, доступных людям) и риск распространения патогенов (не только гриппа) [подчеркивая, что] веганство – это вопрос, в котором личная и глобальная любовь к жизни, здоровью и благополучию совпадают. Жаль терять частицу человечества и планеты просто из-за нехватки рецептов. Джордж идентифицирует себя как сентиентист. Сентиентизм – это натуралистическое мировоззрение, признающее моральную значимость всех разумных существ. В контексте проекта «Личный геном» журналисты Forbes и Wired отметили открытость Черча в отношении проблем со здоровьем, включая дислексию, нарколепсию и высокий уровень холестерина (одна из мотиваций для его веганской диеты). Церковь сотрудничал с трансгуманистическим предпринимателем Джеймсом Клементом в исследовании «Исследование супердолгожителей», целью которого является секвенирование геномов супердолгожителей в надежде выявить потенциальные генетические факторы, определяющие их долголетие. По состоянию на 2023 год он входит в состав научно-этической консультативной комиссии Enhanced Games.