Люсі Шапіро

• 1967—1986: доцентка та професорка, Медичний коледж ім. Альберта Енштейна, Нью-Йорк.
• 1977—1986: завідувачка, відділ молекулярної біології, Медичний коледж ім. Альберта Енштейна, Нью-Йорк.
• 1981—1986: директорка, підрозділ біологічних наук, Медичний коледж ім. Альберта Енштейна, Нью-Йорк.
• 1983—1986: завідувачка відділу молекулярної біології ім. Лоли та Сауля Крамерів, Медичний коледж ім. Альберта Енштейна, Нью-Йорк.

• 1986—1989: професорка ім. Гіґґенса з мікробіології та завідувачка відділу мікробіології, Коледж лікувальної справи та хірургії Колумбійського університету, Нью-Йорк.
• 1989—1997: засновниця та завідувачка відділу біології розвитку, Медична школа Стенфордського університету, Стенфорд, Каліфорнія.
• 1989—1998: професорка ім. Йозефа Ґранта у школі медицини, Медична школа Стенфордського університету, Стенфорд, Каліфорнія.
• 1989: професорка, відділ біології розвитку, Медична школа Стенфордського університету, Стенфорд, Каліфорнія.
• 1998: професорка ім. Людвіґа з дослідження раку.
• 2001: директорка Центру молекулярної та генетичної медицини ім. Бекмана, Медична школа Стенфордського університету, Стенфорд, Каліфорнія.

• 1993—2000: директорка, Silicon Graphics, Inc.
• 1993—2000: директорка, SmithKlineBeecham[10]
• 2002: засновниця Anacor Pharmaceuticals, Inc., разом із Стівеном Бенковичем, Пенсинвальський університет та Гарлі Макадамсом, Медична школа Стенфордського університету[11]
• 2000—2006: директорка, Glaxo Smith Kline[12]
• 2008—2012: директорка, GenProbe, Inc.[13]
• 2002: директорка Anacor Pharmaceuticals, Inc.
• 2012: директорка, Pacific BioSciences, Inc.[14]
• 2015: засновниця Boragen, LLC, разом із Стівеном Бенковичем, Джеррі Фінком та Паулем Шіммелем[15]
• 2015: директорка, Boragen, LLC

Після шести місяців постдокторантури в Медичному коледжі ім. Альберта Енштейна у Нью-Йорку, Шапіро було запропоновано посаду на факультеті, де вона могла заснувати свою власну лабораторію. Основним науковим зацікавленням Шапіро було питання, як одновимірний генетичний код — ДНК — переноситься у тривимірний організм людини. Дослідницю цікавив механізм цього процесу, наприклад, як успадковуються клітинні позиції білків і полімерів нуклеїнових кислот. Це основне питання і задало напрямок дослідницької програми Люсі Шапіро.[4] Науковиця хотіла вийти за рамки досліджень вмісту клітин у пробірці та досліджувати тривимірну структуру і поведінку живих клітин.[6] Шапіро зазначає, що «я знайшла найпростіший організм, який я змогла знайти, та вивчала, як велика кількість компонентів живої клітини функціонують разом».[4] Для досліджень вона вибрала одноклітинний організм, Caulobacter crescentus, та робила спроби визначити особливий біологічний процес, який контролює життєвий цикл клітини.[3][16]

Те, що Шапіро та її студенти виявили, змінило усталені переконання про біологію бактеріальної клітини. Caulobacter ділиться асиметрично на дві дочірні клітини у кожному клітинному циклі. Замість того, щоб містити рівномірно розподілену суміш білків, одноклітинний Caulobacter нагадує високоорганізовану фабрику з певним «машинним механізмом», що регулює кожен етап клітинного циклу, для того щоб зміни відбувалися у від відповідний зазначений час. ДНК копіюється один раз за цикл певною групою молекул. Як тільки одна копія ДНК поміщена в кожну половину клітини, інші механізми стискають середину клітини, щоб розділити її на дві дочірні клітини.[6] Шапіро була першою дослідницею, яка показала, що реплікація ДНК бактерії відбувається просторово-організованим способом і що поділ клітин залежить від цієї просторової організації.[17]

До кінця 90-х років XX століття Шапіро та її студент Майкл Лауб змогли вивчити генетичну основу прогресування клітинного циклу та, як наслідок, ідентифікувати три регуляторних білки, DnaA, GcrA і CtrA, які контролюють складні часові та просторові взаємодії, які впливають на велику кількість генів. Разом з Діконом Аллей та Жанін Меддок дослідниця змогла продемонструвати, що хеморецепторні білки займають певні ділянки всередині клітини. Шапіро і Крістін Якобс-Ваґнер, а також Джанін Меддок показали, що сигнальні протеїнкінази також мають певні позиції на полюсах клітин.[9] У 2005 році, використовуючи мікроскопію та флуоресцентні мітки, Шапіро змогла продемонструвати, що хромосомні області дублюються як у впорядкований, так і в особливий спосіб відповідо до локації, що включає «набагато більш високий ступінь просторової організації, ніж вважалося раніше».[6]

Вивчаючи регуляційні процеси клітинного циклу, асиметричний клітинний поділ та диференціацію клітин, дослідження Шапіро дозволили глибше зрозуміти генетичні та молекулярні процеси, які спричиняють поділ ідентичних бактеріальних клітин на різні клітинні типи.[18] Це є базові процеси, які лежать в основі всього життя, від одноклітинних бактерій до багатоклітинних організмів.[3] Процес клітинного циклу Caulobacter також демонструє схожість з поділом стовбурових клітин, в якому виникають дві різні клітини, одна з яких відрізняється від батьківської клітини, а інша ні.[6]

З 1995 року у спільній роботі з Гарлі Макадамсом Шапіро застосувала напрацювання та методи аналізу з області електричних схем до дослідження бактерій, з метою вивчення функціонування біологічних систем в цілому.[19] Обчислювальне моделювання на основі геному, зокрема дослідження регуляторних мереж, стає все більш важливим для системної біології.[20] Дослідження логіки керування клітинного циклу Caulobacter, порівнуюючи його з автоматом, дозволяє розуміти регуляцію бактеріального клітинного циклу як цілісного клітинного феномену.[21]

У 2002 році Люсі Шапіро заснувала фірму Anacor Pharmaceuticals, разом з лікарем і біологом розвитку Гарлі Макадамсом та хіміком Стівеном Бенковичем з Пенсинвальського державного університету.[11] Ціллю фірми, яка розташована у Пало-Альто, є створення та дизайн нового типу антибіотиків та протигрибкових засобів.[4] Дослідники розробили новітній клас малих молекул, які вміщують атоми бору, та створили один з двох нових протигрибкових агентів, винайдених за останні двадцять п’ять років.[6] Їхній винахід затверджений американським Управлінням продовольства і медикаментів (УПМ) для лікування нігтьового грибка Kerydin. Другий медикамент – Crisaborole, призначений для лікування атопічного дерматиту, успішно пройшов третю фазу тестування у 2015 році. У цьому ж році Шапіро, Бенкович, Фінк та Шіммель заснували фірму Boragen, LLC, яка займається розробкою боровмісних добрив для використання в побуті та сільському господарстві.[15]

Шапіро консультувала як адміністрацію Клінтона, так і другу адміністрацію Буша. Вона є членкинею Центру міжнародної безпеки та співробітництва в Інститутті міжнародних досліджень Фрамана Споглі в Стенфордському університеті.[4] Для Шапіро особливо важливим питанням є потенційний вплив нових інфекційних хворіб.[22] Існує кілька причин важливості дослідження інфекційних хворіб. Однією з причин є розвиток мікробів резистентних до антибіотиків, які почали з’являтися у 50-х роках XX століття, як наслідок надмірного використання антибіотиків. Шапіро бере участь у розробці медикаментів, які будуть атакувати особливу бактерію, а також її механізм резистентності до медикаментів, щоб запобігти утворенню штамів резистентних до медикаментів. Іншою причиною є перенесення бактерій у чужорідне середовище, як наслідок збільшення туризму, розширення населення у раніше недосліджені регіони та зміна клімату.[23] Це також включає розвиток зоонозів, які передаються від одного виду до іншого, як наприклад грип.[24] Для того щоб побороти біологічні загрози, які виникають природно чи навмисно, необхідно зрозуміти механізми, які відбуваються у клітинах, а також у популяціях клітин у їхньому середовищі. Шапіро наголошує на важливості комплексного розуміння живих систем та на необхідності усвідомлення, що втручання в ці системи може призвести до непередбачуваних наслідків.[23]