John Gurdon – britų vystymosi biologas, branduolio transplantacijos pionierius
Seras John Bertrand Gurdon (JBG) FRS (gimė 1933 m. spalio 2 d.) - britų vystymosi biologas. Jis labiausiai žinomas dėl savo novatoriškų tyrimų branduolio transplantacijos ir klonavimo srityje. Jo klasikiniai eksperimentai su varlių (Xenopus) ląstelėmis parodė, kad net ir išsivysčiusių, specializuotų ląstelių branduoliai išlaiko informaciją, reikalingą viso organizmo vystymuisi — už šį atradimą jis 2012 m. buvo apdovanotas Nobelio premija fiziologijos arba medicinos srityje (drauge su Shinya Yamanaka) už atradimą, kad branduoliai iš brandžių ląstelių gali būti perprogramuojami į pluripotentines būsenas.
Branduolio transplantacija - tai branduolio paėmimas iš audinių kultūroje esančių ląstelių ir jo įdėjimas į kitas ląsteles, kurių branduolys buvo pašalintas. Tai vadinama somatinių ląstelių branduolių perkėlimu. Taip specializuotos ląstelės gali būti "perprogramuojamos", kad taptų panašios į kamienines ląsteles. Ši technika parodė, jog ląstelės diferenciacija nėra neišvystoma ir grįžtama, o tai pakeitė supratimą apie genomo stabilumą ir ląstelės likimą.
Pagrindiniai atradimai
John Gurdon demonstravo, kad branduoliai iš diferencijuotų somatinių ląstelių gali sugrąžinti embrioninį vystymosi kelią, jei juos įdėsi į tinkamą citoplazminę aplinką (pvz., enukliuotą kiaušinėlio ląstelę). Šie rezultatai įrodė, kad genominė informacija išlieka visose ląstelėse, o skirtumus lemia genų raiškos regulacija, o ne paviršutiniškas genetinis praradimas.
Metodai ir eksperimentai
- Gurdono eksperimentuose buvo naudojami kiaušinėlių enukliavimas (branduolio pašalinimas) ir donorinio branduolio pernešimas.
- Po transplantacijos kiaušinėlis su donoriniu branduoliu galėjo pradėti dalytis ir vystytis į embrioną, o kartais net iki pilnaverčio vabzdžių ar varlių kūno stadijos.
- Vėlesni tyrimai pritaikė šią idėją ir žinduolių modeliuose; 1990–2000 m. somatinio branduolio transplantacija lėmė praktinius klonavimo pavyzdžius, tokius kaip avis Dolly (1996), bei plėtojo terapinio klonavimo galimybes.
Įtaka mokslui ir medicinai
Gurdono darbai tapo pagrindu šiuolaikinei kamieninių ląstelių biologijai ir regeneraciniai medicinai. Jie paskatino tolesnius tyrimus, įskaitant Shinya Yamanaka darbą apie indukuotąsias pluripotentines kamienines ląsteles (iPS), kurios suteikė alternatyvą branduolio transplantacijai, leidžiančią perprogramuoti suaugusias ląsteles į pluripotentines be embrionų naudojimo.
Apdovanojimai ir karjeros akcentai
Gurdonas yra tarptautiniu mastu pripažintas mokslininkas; jis pelnė daug apdovanojimų ir titulų, o jo darbas turėjo milžinišką poveikį tiek fundamentinei biologijai, tiek potencialioms medicininėms taikomosioms sritims. Jo vardu pavadintas Gurdon Institute Kembridže, kuriame vykdomi tyrimai vystymosi biologijos ir kamieninių ląstelių srityse.
Etiniai ir praktiniai aspektai
Branduolio transplantacija ir klonavimas kelia tiek mokslinių galimybių (pvz., ligų modeliavimas, personalizuota terapija), tiek etinių klausimų (reproduktinio klonavimo, embrionų naudojimo, saugumo ir genų modifikavimo ribų). Dėl to šios sritys yra griežtai reglamentuojamos ir reikalauja nuolatinio visuomeninio bei mokslinio dialogo.
Santraukoje, Seras John B. Gurdon yra vienas iš tų mokslininkų, kurių eksperimentai kardinaliai pakeitė supratimą apie ląstelių diferenciaciją ir atvėrė kelią moderniai kamieninių ląstelių biologijai bei potencialioms reguliuojamoms medicininėms taikomosioms sritims.
Apdovanojimai ir apdovanojimai
1971 m. Gurdonui buvo suteiktas Karališkosios draugijos nario vardas, o 1995 m. jis buvo įšventintas į riterius. 2004 m. jo garbei Wellcome Trust/Cancer Research UK Ląstelių biologijos ir vėžio institutas buvo pervadintas Gurdono institutu. Jis taip pat yra gavęs daugybę apdovanojimų, medalių ir garbės laipsnių. 2009 m. jam įteiktas Alberto Laskerio apdovanojimas už fundamentinius medicinos tyrimus.
Nobelio premija
2012 m. Gurdonui kartu su Shinya Yamanaka buvo paskirta Nobelio fiziologijos ar medicinos premija "už atradimą, kad brandžios ląstelės gali būti perprogramuojamos ir tapti pluripotentinėmis". "Pluripotentinės" ląstelės yra kamieninės ląstelės.
Moksliniai tyrimai
Branduolinių medžiagų perdavimas
1958 m. Gurdonas, tuo metu dirbęs Oksfordo universitete, sėkmingai klonavo varlę, naudodamas nepažeistus Xenopus pulkelio somatinių ląstelių branduolius. Tai buvo svarbus Briggso ir Kingo 1952 m. atlikto darbo, susijusio su branduolių persodinimu iš embrioninių blastulių ląstelių, tęsinys.
Gurdono eksperimentai patraukė mokslininkų bendruomenės dėmesį, o jo sukurtos branduolinio perdavimo priemonės ir metodai naudojami iki šiol.
Tuo metu jis negalėjo įtikinamai įrodyti, kad persodinti branduoliai buvo gauti iš visiškai diferencijuotos ląstelės. Galiausiai tai 1975 m. įrodė grupė, dirbusi Bazelio imunologijos institute Šveicarijoje. Jie persodino antikūnus gaminančio limfocito branduolį (tai įrodo, kad jis buvo visiškai diferencijuotas) į enukleuotą kiaušinėlį ir gavo gyvus pulkelius.
Gurdono eksperimentai patraukė mokslininkų bendruomenės dėmesį, o jo sukurtos branduolinio perdavimo priemonės ir metodai naudojami iki šiol. Terminas "klonas" (iš senovės graikų kalbos žodžio κλών klōn = "šakelė") jau nuo XX a. pradžios buvo vartojamas kalbant apie augalus. 1963 m. britų biologas J. B. S. Haldane'as, aprašydamas Gurdono rezultatus, vienas pirmųjų pavartojo žodį "klonas" kalbėdamas apie gyvūnus.
2009 m. jis buvo apdovanotas Laskerio premija, o 2012 m. - Nobelio fiziologijos ar medicinos premija.
Pasiuntinių RNR raiška
Gurdonas ir jo kolegos taip pat pirmieji pradėjo naudoti Xenopus kiaušinėlius mikroinjekcijos būdu įvestoms pasiuntinių RNR molekulėms versti. Šis metodas buvo plačiai naudojamas koduojamiems baltymams nustatyti ir jų funkcijoms tirti.
Naujausi tyrimai
Pastaruoju metu Gurdonas daugiausia dėmesio skyrė tarpląstelinio signalizavimo veiksniams, susijusiems su ląstelių diferenciacija, analizuoti ir aiškintis mechanizmus, susijusius su branduolio perprogramavimu atliekant transplantacijos eksperimentus, įskaitant persodintos DNR demetilinimą.