Stephen J. Elledge a crescut în micul oraș Paris, Illinois, în anii 1960. influențat de programul spațial și de cărțile științifice pe care le-a citit la școală, Elledge a devenit fascinat la o vârstă fragedă de natura atomică a materiei și a încercat să învețe cât mai multe despre chimie. În jurul vârstei de 10 ani, a făcut lobby cu succes bunicii sale, cu care a trăit, pentru a — i cumpăra un set de chimie-un cadou care a devenit în curând una dintre posesiunile sale preferate. Interesul său pentru Chimie a continuat în liceu, unde s-a alăturat echipei de chimie și a primit primul loc într-o competiție științifică regională. „Nu câștigasem niciodată nimic înainte”, își amintește el. „Asta m-a făcut să cred că aș putea face ceva în știință.”
Elledge a decis să se specializeze în chimie la Universitatea Illinois din Urbana-Champaign, ceea ce i-a oferit o bursă de școlarizare. El a fost prima persoană din familia sa care a urmat Facultatea. Unul dintre colegii săi de cameră, un student pre-med, a încercat să-l intereseze pe Elledge în biologie, dar a respins ideea. „Am avut o atitudine negativă față de biologie, pentru că în liceu părea să fie mai ales despre disecarea broaștelor și privirea la plante și învățarea numelor lor ciudate”, spune el. Apoi, în ultimul an, Elledge a urmat un curs de biochimie. „Una dintre prelegeri a fost despre ADN recombinant și tocmai m-a suflat”, își amintește el. „Odată ce mi-am dat seama că biologia este moleculară, m-am interesat. Am realizat toate lucrurile pe care le-ai putea face cu ea.”
după ce și-a luat diploma de licență în 1978, Elledge a decis să urmeze biochimia la Departamentul de Biologie al Institutului de Tehnologie din Massachusetts (MIT). „A fost o adevărată mecca a biologiei moleculare”, spune el. „Dar am rămas mult în urmă în biologie. A trebuit să iau o încărcătură mare de curs pentru a ajunge din urmă, dar am ajuns din urmă.”A ajuns să lucreze la MIT cu geneticianul bacterian Graham Walker. Pentru teza sa, Elledge a identificat și descris reglarea unui grup de proteine implicate în repararea ADN-ului (cunoscut sub numele de răspunsul SOS) în bacteria Escherichia coli. În timp ce era la MIT, el a dezvoltat, de asemenea, o nouă metodă de clonare care a îmbunătățit foarte mult capacitatea de a identifica noi gene — primul dintre multele astfel de instrumente genetice pe care le-a inventat în timpul carierei sale.
în 1984, Elledge a călătorit spre vest pentru a-și începe studiile postdoctorale la Universitatea Stanford cu biochimistul Ronald Davis. „Nu m-am dus acolo pentru a studia deteriorarea ADN-ului”, își amintește el. „Nici nu am vrut să studiez deteriorarea ADN-ului.”Dar, în timp ce căuta o genă de drojdie care permite ADN-ului să se recombine omolog pentru a permite direcționarea genelor, Elledge a întâlnit accidental o familie de gene numite ribonucleotide reductaze (RNR), care a devenit activată atunci când ADN-ul de drojdie a fost deteriorat sau nu a reușit să se copieze corect. „Acest fapt mi-a atras interesul”, spune el. „M-am gândit că poate există un sistem care semnalează această cale.”El s — a întrebat, de asemenea, dacă mecanismul ar putea fi în joc la mamifere-inclusiv la oameni.
această idee a pornit Elledge într-o călătorie extraordinară de cercetare științifică și descoperire care ne-a transformat înțelegerea modului în care celulele răspund la deteriorarea ADN-ului și, ulterior, abordarea noastră în tratarea cancerului și a altor boli grave. Lucrând cu propria sa echipă de studenți absolvenți și cercetători postdoctorali-mai întâi la Colegiul de Medicină Baylor (1989-2003) și mai târziu la Harvard Medical School (2003 — Prezent), Elledge a descoperit și descris — în detaliu elegant-mecanismele moleculare ale ceea ce este acum cunoscut sub numele de calea de răspuns la deteriorarea ADN-ului, mai întâi în drojdie și apoi în celulele mamiferelor. Mergând împotriva a ceea ce era înțelepciunea științifică convențională la acea vreme, Elledge a definit răspunsul la deteriorarea ADN — ului — funcțiile genei protectoare care întârzie progresia ciclului unei celule atunci când ADN-ul său este deteriorat și reglează expresia și activitatea dacă proteinele sunt necesare pentru replicarea și repararea ADN-ului-ca o cascadă de semnalizare care începe în interiorul celulei în sine. El a fost primul care a identificat că o pereche de protein kinaze” watchdog ” (proteine care modifică alte proteine) lucrează împreună pentru a detecta și apoi a se notifica reciproc atunci când deteriorarea ADN-ului este prezența într-o celulă. El a descris, de asemenea, modul în care această acțiune comună declanșează apoi o cascadă complexă de alte activități moleculare din interiorul celulei pentru a repara ADN-ul deteriorat. Elledge și echipa sa nu numai că au caracterizat modul în care funcționează acest proces de detectare și reparare, ci și cum și de ce uneori eșuează-o defalcare care poate duce la formarea cancerului. Într-adevăr, multe dintre genele și proteinele pe care Elled le — a identificat ca parte a răspunsului la deteriorarea ADN — ului-inclusiv BRCA1, BRCA2, CHEK2, ATM, ATR, 53bp1 și USP28-sunt acum cunoscute a fi contribuitori cheie la cancerele familiale și sporadice.
când vorbim cu non-oamenii de știință despre complexitatea moleculară extraordinară a răspunsului la deteriorarea ADN-ului, Elledge compară uneori diferitele tipuri de reparare a ADN-ului cu lucrările rutiere. „Multe tipuri comune de deteriorare a ADN –ului – cum ar fi o bază oxidată-sunt reparații foarte simple de tăiere și patch-uri, la fel ca umplerea unei gropi pe drum. Cu toate acestea, alte reparații sunt mult mai complexe, de exemplu, fixarea unei furci de replicare a ADN-ului prăbușit este mult mai mult ca repararea unui pod prăbușit și asta necesită multă coordonare”, spune el. „De asemenea, este nevoie de o mulțime de materiale — și trebuie să faceți materialele și să aduceți diferitele materiale la locul potrivit în ordinea corectă și la momentul potrivit. De asemenea, trebuie să suspendați lucrurile și să le acoperiți de dedesubt. Asta se întâmplă și când spargi o furculiță de replicare a ADN-ului. Aveți nevoie de mașini care să simtă problema și să organizeze toți lucrătorii pentru a trimite răspunsul corect la reparații la momentul potrivit.”
în plus față de descoperirile sale de pionierat în ceea ce privește calea de răspuns la deteriorarea ADN-ului, Elledge este, de asemenea, renumit pentru inventarea a numeroase tehnologii genetice care au ajutat la avansarea domeniului. Cu biologul molecular Greg Hannon, de exemplu, a dezvoltat primele biblioteci shRNA la nivel de genom, precum și metode de examinare a acestora, făcând astfel screening-ul genetic la scară largă o realitate. Mai recent, Elledge a condus la dezvoltarea unui instrument de detectare a anticorpilor (VirScan) care poate determina — dintr — un simplu test de sânge-care dintre mai mult de 200 de viruși au infectat un pacient în timpul vieții sale. Elledge și echipa sa investighează în prezent alte aplicații posibile pentru această tehnologie, inclusiv pentru depistarea precoce a cancerului.
Elledge continuă să lucreze și să predea la Harvard Medical School, unde este Gregor Mendel profesor de Genetică și Medicină. A primit numeroase onoruri și premii pentru munca sa de-a lungul anilor, inclusiv calitatea de membru în Academia Națională de științe și Academia Americană de Arte și științe. Elledge este, de asemenea, investigator la Institutul Medical Howard Hughes. Soția sa, Mitzi Kuroda, PhD, este genetician la Harvard. Au doi copii mari, Daniel și Susanna.