Bioinformatas: Margaret Oakley Dayhoff
Olá pessoal, nesta semana iniciamos uma nova série de posts no blog intitulada “bioinformatas”, onde abordaremos uma breve biografia de pesquisadores que contribuíram para o desenvolvimento da bioinformática. Neste primeiro post narramos a biografia de Margaret Dayhoff, considerada, a mãe e pai da bioinformática. Este post foi escrito pela doutora em Fisiologia Vegetal Isabel Lopes Vighi e PNPD pelo Programa de Pós-graduação em Biotecnologia (UFPel), o doutor em Biotecnologia Amilton Clair Pinto Seixas Neto e PNPD pelo Programa de Pós-graduação em Biotecnologia (UFPel) e a estudante de doutorado em Biotecnologia Rafaela Formoso (UFPel).
Biografia
Margaret Dayhoff nasceu em 1925 na Filadélfia e terminou os estudos na Bayside High School em Nova Iorque, ganhando uma bolsa para a Washington Square College na New York University, onde cursou matemática. Posteriormente, começou um PhD em química quântica no Departamento de Química da Universidade de Columbia e em sua tese foi pioneira no uso de recursos de computador para a química teórica.
Ela dedicou sua carreira à aplicação das tecnologias computacionais para promover avanços no campo da biologia e da medicina, em especial à criação de bases de dados de ácidos nucléicos e proteínas, além de ferramentas para utilizá-las, ficando conhecida como pioneira no campo da bioinformática.
Entre 1957 e 1959, Dayhoff foi pesquisadora na Universidade de Maryland e trabalhou com Ellis Lippincott em um modelo de ligação química. Depois disso, ela se tornou professora de fisiologia e física no Georgetown University Medical Center e, em 1960, foi nomeada diretora associada da National Biomedical Research Foundation. Seus interesses de pesquisa eram as origens da vida e a relação entre as sequências de proteínas e seu papel na biologia evolutiva.
De 1961 em diante, concentrou suas energias na criação de ferramentas para auxiliar os químicos de proteínas na determinação de sequências de aminoácidos, sobrepondo automaticamente as sequências de peptídeos. Uma de suas inovações foi o desenvolvimento de métodos de computador programáveis para uso na comparação de sequências de proteínas e derivação de suas histórias evolutivas. Ela também estabeleceu um banco de dados de computador para sequências de proteínas, o primeiro desse tipo.
Em 1965, Dayhoff criou o Atlas of Protein Sequence and Structure, um livro impresso contendo as 65 sequências de proteínas então conhecidas. Para criar o Atlas, aplicou tecnologias de computação de ponta para encontrar soluções para questões biológicas, ajudando a inaugurar um novo campo que hoje chamamos de bioinformática. Originalmente uma química, aproveitou tecnologias novas e em evolução da era da computação pós-Segunda Guerra Mundial para criar ferramentas que químicos, biólogos e astrônomos poderiam usar no estudo interdisciplinar das origens da vida na Terra. O Atlas pela Dr. Dayhoff serviu de inspiração para a criação do GenBank (banco de dados público abrangente de sequências de nucleotídeos e de suporte a anotações bibliográficas e biológicas). Deste modo, toda anotação que hoje está disponível sobre genes e proteínas é fruto dos trabalhos iniciais da cientista.
“mãe e pai da bioinformática”
Seus trabalhos com bancos de dados, alinhamento de sequências e outras ferramentas de análise foram tão completos que David J. Lipman, diretor do National Center for Biotechnology Information (NCBI), chegou a declarar que Dayhoff foi “mãe e pai da bioinformática”. A iniciativa do Atlas permitiu que cientistas do mundo todo acessassem as sequências para desenvolver seus trabalhos. Como forma de homenagear a cientista que foi presidente da Biophysical Society, e em 1984, a sociedade americana de biofísica estabeleceu o prêmio Margaret Oakley Dayhoff Award, que é conferido anualmente a uma mulher com notável contribuição na área de biofísica.
Durante sua carreira, Dayhoff foi membro da Associação Americana para o Avanço da Ciência e, tornou-se conselheira da Sociedade Internacional para o Estudo das Origens da Vida e também atuou no conselho editorial da DNA, Journal of Molecular Evolution e Computers in Biology and Medicine. Além disso, em 1980, foi a primeira mulher a presidir a “Biophysical Society”, sendo a primeira pessoa a passar tanto pelos cargos de secretária e presidente.
Dayhoff, também desenvolveu uma matriz de pontuação de similaridade de aminoácidos, a “Point accepted mutations” (PAM), que serviu de base para as primeiras ferramentas para pesquisa de banco de dados, comparação de sequências de proteínas e construção de árvores evolutivas. O código de 1 letra utilizado para aminoácidos também foi criado por ela, reduzindo o tamanho dos arquivos utilizados para escrever sequências de aminoácidos na era da computação por cartões perfurados.
Dayhoff morreu antes que a bioinformática fosse reconhecida como um campo distinto, mas seus métodos e ferramentas são vitais para o design de muitos dos bancos de dados atuais e estabeleceram a base para os cientistas pesquisarem macromoléculas e sua estrutura e para a criação de iniciativas como o Projeto Genoma Humano. Seu desenvolvimento de ‘árvores evolutivas’, com base em correlações entre proteínas e organismos vivos, também ajudou a estabelecer que certos genes normalmente encontrados na maioria das células do tecido corporal estão intimamente relacionados aos encontrados em muitas células cancerosas.
Em 1983, aos 57 anos, Margaret faleceu em Silver Spring vítima de um ataque cardíaco. Após a sua morte, em 1984, a Sociedade de Biofísica estabeleceu o prêmio Margaret O. Dayhoff, um uma das maiores homenagens nacionais em biofísica, que é conferido anualmente a uma mulher com notável contribuição na área de biofísica.
