Stephen J. Elledge dorastał w małym miasteczku Paris w stanie Illinois w latach 60. pod wpływem programu kosmicznego i książek naukowych, które czytał w szkole, Elledge zafascynował się w młodym wieku atomową naturą materii i próbował dowiedzieć się jak najwięcej o chemii. W wieku około 10 lat z powodzeniem lobbował swoją babcię, z którą mieszkał, aby kupić mu zestaw do chemii-prezent, który wkrótce stał się jednym z jego ulubionych przedmiotów. Zainteresowanie chemią kontynuował w szkole średniej, gdzie dołączył do zespołu chemii i zdobył pierwsze miejsce w regionalnym konkursie naukowym. – Nigdy wcześniej nic nie wygrałem-wspomina. „To sprawiło, że pomyślałem, że rzeczywiście mogę coś zrobić w nauce.”
Elledge zdecydował się na studia chemiczne na University of Illinois at Urbana-Champaign, które zaoferowały mu stypendium. Był pierwszą osobą w rodzinie, która uczęszczała na studia. Jeden z jego współlokatorów, student medycyny, próbował zainteresować Elledge ’ a biologią, ale odrzucił ten pomysł. „Miałem negatywne nastawienie do biologii, ponieważ w liceum wydawało się, że chodziło głównie o sekcję żab, patrzenie na rośliny i uczenie się ich dziwnych nazw”, mówi. Następnie, podczas ostatniego roku, Elledge wziął kurs biochemii. „Jeden z wykładów dotyczył rekombinacji DNA i po prostu mnie rozwalił” – wspomina. „Kiedy zdałem sobie sprawę, że biologia jest molekularna, zainteresowałem się. Zdałem sobie sprawę, co można z nim zrobić.”
po uzyskaniu stopnia licencjata w 1978 roku, Elledge zdecydował się kontynuować biochemię na Wydziale Biologii Massachusetts Institute of Technology (MIT). „To była prawdziwa mekka biologii molekularnej”, mówi. „Ale byłem daleko w tyle w biologii. Musiałem wziąć duży ładunek kursu, aby nadrobić zaległości, ale nadrobiłem zaległości.”Zakończył pracę w MIT z genetykiem bakteryjnym Grahamem Walkerem. W swojej pracy doktorskiej Elledge zidentyfikował i opisał regulację grupy białek biorących udział w naprawie DNA (znanej jako odpowiedź SOS) w bakterii Escherichia coli. Podczas pracy w MIT opracował również nową metodę klonowania, która znacznie zwiększyła zdolność do identyfikacji nowych genów — pierwsze z wielu takich narzędzi genetycznych, które wynalazł podczas swojej kariery.
w 1984 roku Elledge udał się na zachód, aby rozpocząć studia podoktorskie na Uniwersytecie Stanforda pod kierunkiem biochemika Ronalda Davisa. „Nie poszedłem tam studiować uszkodzenia DNA”, wspomina. „Nie chciałem nawet badać uszkodzeń DNA.”Ale podczas poszukiwania genu drożdży, który pozwala DNA rekombinować homologicznie, aby umożliwić celowanie genów, Elledge przypadkowo natknął się na rodzinę genów zwanych reduktazami rybonukleotydowymi (RnRS), która została aktywowana, gdy dna drożdży zostało uszkodzone lub nie skopiowało się prawidłowo. „Ten fakt zainteresował mnie”, mówi. „Pomyślałem, że może istnieje system, który sygnalizuje tę ścieżkę.”Zastanawiał się również, czy mechanizm ten może działać u ssaków — w tym u ludzi.
ten pomysł zapoczątkował Elledge w niezwykłą podróż badań naukowych i odkryć, które zmieniły nasze zrozumienie, w jaki sposób komórki reagują na uszkodzenia DNA, a następnie nasze podejście do leczenia raka i innych poważnych chorób. Pracując z własnym zespołem absolwentów i naukowców podoktorskich-najpierw w Baylor College Of Medicine (1989-2003), a później w Harvard Medical School (2003-obecnie), Elledge odkrył i opisał — w eleganckich szczegółach — molekularne mechanizmy tego, co jest obecnie znane jako ścieżka odpowiedzi na uszkodzenia DNA, najpierw w drożdżach, a następnie w komórkach ssaków. Idąc wbrew temu, co było konwencjonalną mądrością naukową w tym czasie, Elledge zdefiniował odpowiedź na uszkodzenie DNA-ochronne funkcje genu, które opóźniają postęp cyklu komórki, gdy jej DNA jest uszkodzone i regulują ekspresję i aktywność, jeśli białka potrzebne do replikacji i naprawy DNA – jako kaskadę sygnałową, która rozpoczyna się w samej komórce. Był pierwszym, który zidentyfikował, że para kinaz białkowych” watchdog ” (białek modyfikujących inne białka) współpracuje ze sobą w celu wykrycia, a następnie powiadomienia się nawzajem, gdy uszkodzenie DNA jest obecność w komórce. Opisał również, w jaki sposób to wspólne działanie uruchamia złożoną kaskadę innej aktywności molekularnej w komórce w celu naprawy uszkodzonego DNA. Elledge i jego zespół nie tylko scharakteryzowali, jak działa ten proces wykrywania i naprawy, ale także jak i dlaczego czasami zawodzi — rozpad, który może prowadzić do powstania raka. Rzeczywiście, wiele genów i białek, które Elledge zidentyfikował jako część odpowiedzi na uszkodzenia DNA-w tym BRCA1, BRCA2, CHEK2,ATM, ATR, 53BP1 i USP28-są obecnie znane jako kluczowe czynniki rodzinne i sporadyczne nowotwory.
rozmawiając z nie-naukowcami o niezwykłej złożoności molekularnej odpowiedzi na uszkodzenia DNA, Elledge czasami porównuje różne rodzaje naprawy DNA do prac drogowych. „Wiele typowych rodzajów uszkodzeń DNA-takich jak utleniona podstawa – to bardzo proste naprawy cięć i łatek, podobnie jak wypełnianie dziury na drodze. Jednak inne naprawy są znacznie bardziej złożone, na przykład naprawa zwiniętego widelca do replikacji DNA jest o wiele bardziej podobna do naprawy zawalonego mostu, a to wymaga dużej koordynacji”, mówi. „Wymaga to również wielu materiałów-i trzeba wykonać materiały i dostarczyć różne materiały we właściwe miejsce we właściwej kolejności i we właściwym czasie. Musisz też zawiesić rzeczy i podnieść je od spodu. Tak też się dzieje, gdy łamie się widelec do replikacji DNA. Potrzebujesz maszyn, które wyczują problem i zorganizują wszystkich pracowników, aby wysłali właściwą reakcję naprawczą we właściwym czasie.”
oprócz pionierskich odkryć dotyczących ścieżki odpowiedzi na uszkodzenia DNA, Elledge jest również znany z wynalezienia wielu technologii genetycznych, które pomogły rozwinąć tę dziedzinę. Na przykład wraz z biologiem molekularnym Gregiem Hannonem opracował pierwsze biblioteki shRNA dla całego genomu, a także metody ich przesiewania, dzięki czemu badania genetyczne na dużą skalę stały się rzeczywistością. Ostatnio Elledge przewodził opracowaniu narzędzia do wykrywania przeciwciał (VirScan), które może określić — na podstawie prostego badania krwi — który z ponad 200 wirusów zainfekował pacjenta w ciągu jego życia. Elledge i jego zespół badają obecnie inne możliwe zastosowania tej technologii, w tym Wczesne Wykrywanie Raka.
Elledge nadal pracuje i wykłada w Harvard Medical School, gdzie jest Gregorem Mendelem profesorem Genetyki i medycyny. Otrzymał wiele wyróżnień i nagród za swoją pracę na przestrzeni lat, w tym członkostwo w National Academy of Sciences i American Academy of Arts and Sciences. Elledge jest również badaczem w Howard Hughes Medical Institute. Jego żona, dr Mitzi Kuroda, jest genetykiem z Harvardu. Mają dwoje dorosłych dzieci, Daniela i Susannę.