Interjú John Gurdonnal / fejlesztés

az első papír 1954-ben jelent meg, és az érintett nem embriológia, hanem Rovartan. Hogy történt ez?

Nos, ez a korai tanulmány az entomológus havi magazinjában jelent meg. Egész korai életemben nagyon érdekeltek a rovarok,és lepkéket és lepkéket gyűjtöttem. Amikor egyetemista voltam, szerettem szabadságot kivenni, és kimenni az Oxford melletti Wytham Woodsba, hogy megnézzem, mit találok. Szóval kimentem egy hideg tavaszi napon, és nem voltak pillangók, sem lepkék, de a semmiből, volt egy légy – elkaptam, betettem az üvegembe, és megnéztem. Az első dolog, ami nyilvánvaló volt, az volt, hogy nem légy, hanem hymenopteran volt, de amikor megpróbáltam azonosítani, egyszerűen nem tudtam kideríteni, mi az. Nem szeretem, ha legyőznek, ezért elmentem az Oxfordi Hope osztályra, ahol szintén nem tudták, mi az, majd a Természettudományi Múzeumba, ahol egy kurátor azt mondta nekem, hogy meglepő módon ez egy olyan faj, amelyet még soha nem regisztráltak Angliában! Ez erősen idegesítette az Oxfordi Rovartani tanszéket, mert az akkori professzor jelentős ökológiai tanulmányt végzett az összes rovarról az erdőben, és itt volt egy diák, aki éppen elkapta az első dolgot, amit talált, és felvett egy új fajt. Ezért írtam néhány bekezdést a felfedezésről, és így kaptam meg azt a dolgozatot.

és fenntartotta érdeklődését a rovarok iránt?

nem igazán a megfelelő tudományos módon, bár továbbra is arra gondolok, hogy szeretnék visszatérni erre, főleg azért, mert a lepidopterans színmintái annyira figyelemre méltóak. Valójában szinte semmit sem tudunk arról, hogy a színminták hogyan alakulnak ki – bármely fajban. Nem lesz olyan génje, amely foltot helyez az egyik szárnyra, ez egy bonyolultabb folyamat, beleértve a molekulák diffúzióját is. Folyton arra gondolok, hogy amikor valóban nyugdíjba megyek, ezt felveszem, de még nem jutottam el erre a pontra!

fél évszázaddal ezelőtt megkezdték a nukleáris transzfer kísérleteiket, és a laboratóriumuk ma is publikál róla. Miért gondolja, hogy egy ilyen fogalmilag egyszerű kísérletnek ilyen rendkívül hosszú eltarthatósága volt?

amikor ezeket a korai nukleáris transzfer kísérleteket végeztem – és állandóan hálás vagyok a felettesemnek, Michael Fischbergnek, hogy rábízott erre a munkára–, akkor az volt a kérdés, hogy a test minden sejtje azonos génekkel rendelkezik-e. Ennek egyik módja az volt, hogy kivettünk egy sejtmagot egyfajta sejtből, betettük a petesejtbe, és megnéztük, hogy képes-e fejlődni. Ezt a kísérletet még a 19. század végén fogalmazták meg: van egy Rauber nevű ember tanulmánya, aki egy varangymag békatojásba helyezésének kísérletét írja le, és egyszerűen azt mondja, hogy nem kapott eredményt, tehát nem világos, hogy elvégezte-e a kísérletet vagy sem!

mindenesetre az 1950-es években Briggs és King, két amerikai kifejlesztette a mag átültetésének technikáját, és Fischberg úgy döntött, hogy ezt a Xenopusban kell kipróbálnunk. Volt néhány nagyon kellemetlen technikai nehézség, amelyeket végül legyőztünk-legalább annyira szerencsével, mint ügyességgel–, és a végeredmény az volt, hogy lényegében normális fejlődést érhetünk el, ha egy specializált sejt magját vesszük, ebben az esetben egy bélsejtet, és átültetjük egy enucleated petesejtbe. Ez egyértelműen azt mondta, hogy ugyanazok a gének vannak jelen minden különböző sejtben.

és akkor volt ez a rés 50 évvel azelőtt, hogy Yamanaka kifejlesztette az indukált pluripotens őssejt technikát, amely valóban megnyitotta a terepet a hasznos klinikai potenciál előtt. A békakísérletek (és sok későbbi munka, beleértve Dolly, a juh generációját az 1990-es években) azt mondták, hogy vissza lehet fordítani vagy megfiatalítani egy speciális magot egészen a kezdetekig, de a klinikai fordítás csak akkor vált reális lehetőséggé az emberekben, amikor Yamanaka megmutatta, hogy nincs szükség emberi petesejtekre vagy embriókra az őssejtek előállításához. Ez az elképzelés, hogy egyfajta új sejteket lehet létrehozni, kezdve egy teljesen másfajta felnőtt sejtekkel, nyilvánvalóan egybeesett a fél évszázaddal korábbi munkánkkal, de érdekes módon ez egyáltalán nem volt nyilvánvaló, amikor ezeket a korai kísérleteket elvégezték. A kísérleteknek nem is az újraprogramozás volt a célja. El tudom képzelni, hogy ma nem kapnék támogatást ezeknek a nukleáris átviteli kísérleteknek a folytatásához, ha nem lenne jelentőségük az emberek újraprogramozásában.

tehát akkor a kérdés az, hogyan működik ez a folyamat? Mi az alapja a tojás azon képességének, hogy megfiatalítsa a magot? Mindig is érdekelt minket ez a kérdés, de Yamanaka kísérleteivel egyre érdekesebbé vált. És rámutatnék, hogy az emberek még mindig nem igazán tudják, miért működik a Yamanaka eljárás-még tíz év után sem igazán értik a mechanizmust. Tehát azt a nézetet vesszük, és igaz, hogy a tojás sokkal jobb munkát végez a differenciálódás megfordításában, mint a transzkripciós faktorok túlexpresszálása, és ezért azt gondoljuk, hogy ha tudnánk, mi az összes tojáskomponens, és tudnánk, hogyan cseréljük őket a szomatikusakkal, akkor nem lenne szükségünk a Yamanaka faktorokra. Ezért aktívan folytatjuk a tojás általi újraprogramozás mechanizmusát, ugyanazt az eljárást alkalmazva, mint 60 évvel ezelőtt, de rengeteg új módszerrel annak vizsgálatára. Számomra ez azt az érdekes elvet példázza, hogy az egy időben elvégzett munka későbbi, sokkal nagyobb jelentőséggel bírhat a későbbi előrelépések fényében.

aktívan folytatjuk a tojás általi újraprogramozás mechanizmusát, ugyanazt az eljárást alkalmazva, mint 60 évvel ezelőtt, de egy csomó új módszerrel annak vizsgálatára

és mi a jelenlegi megértése a tojás általi újraprogramozás molekuláris mechanizmusairól?

ez szinte biztosan a tojásban a kromatin komponensek, különösen a hisztonok magas koncentrációjának köszönhető. A hisztonoknak számos változata létezik, a módosulásuk szempontjából, és a közelmúltban végzett munkánk nagy része leírja azokat a hisztonváltozásokat, amelyeket a tojás a bejövő magra kényszerít. Ez a kromatin változás talán az első kulcsfontosságú szakasz – van egy bizonyos hisztonváltozat a tojásban, ami nagyon fontos, és valószínű, hogy a felnőtt kromatin komponensek helyettesítése a tojásban lévő komponensekkel végső soron az, ami segít a változás előidézésében.

ennek a problémának két aspektusa van. Az egyik az, hogy hogyan használja a petesejt az összetevőit a szomatikus mag helyettesítésére, és így megfiatalítja azt? A második az, hogy miért nem működik tökéletesen az újraprogramozás? Szeretem ezt így szemléltetni: van egy csata a tojás között, amely megpróbál mindent visszaforgatni embrionális állapotba, és a szomatikus mag között, amelyet úgy terveztek, hogy pontosan az ellenkezője legyen – ez azt jelentette, hogy nem változik. A legtöbb sejtünk nem változik, és nagyon fontos, hogy a sejtek rendkívül stabilak legyenek. Tehát a tojás megpróbálja felülbírálni a magot, a mag pedig ellenáll; jelenleg ez a két kiegészítő része a kutatási projektünknek.

ennek kiegészítéseként megvizsgáljuk a spermiummagban bekövetkező változásokat is, amelyek rendkívül fogékonnyá teszik az újraprogramozást; végül szeretnénk átalakítani a szomatikus magot ugyanolyan állapotba, mint a sperma, majd az újraprogramozásnak nagyon jól kell működnie.

bár azt hiszem, a legtöbb olvasó ismeri az újraprogramozási kísérleteit, szeretném megvitatni néhány más munkáját. Az 1970-es évek egyik tanulmánysorozatában tanulmányozta az injektált RNS fordítását béka petesejtekben: mesélnél egy kicsit erről a munkáról?

az a kísérlet, amely akkoriban rendkívül vonzó volt számomra, és még mindig az, hogy messenger RNS-t (mRNS) injektáltam a tojásba. Ezt a munkát akkor végeztem, amikor az emberek, nevezetesen a belgiumi Hubert Chantrenne, először izolálták az mRNS-t. Jó barátja voltam egy Jean Brachet nevű csodálatos embernek, és azt mondtam neki, hogy amit igazán szeretnék, az az, hogy nem magokat, hanem mRNS-t ültessek be a tojásba. Bemutatta Chantrenne-t, aki nyúl globin RNS-t készített, és adott nekünk néhányat, köszönhetően Brachet – nek. A cuccról ismert volt, hogy rendkívül RNase-érzékeny, így szinte krómsavban kellett fürödnie, mielőtt bármit is megérintett volna! Ha támogatásként javasoltam volna ezt a kísérletet, akkor elutasították volna, mert a petesejtről ismert volt, hogy tele van ribonukleázokkal: az érzékeny mRNS ribonukleikus környezetbe helyezése értelmetlen lenne. Mindazonáltal működött, és meglepően jól-a globin üzenet a tojásba került,és mire a tojások ebihalakká változtak, még mindig volt nyúl globin. Szinte biztos, hogy a siker oka az, hogy a mikroinjekció nem nyitja meg a lizoszómákat, ahol a ribonukleázok particionálódnak. Tehát van egy másik érdekes elv: amikor valaki azt mondja neked, hogy valami nem fog működni, sokkal jobb kipróbálni, mint elhinni a szavát. Az mRNS injekció nagyon hasznos megközelítésnek bizonyult mindenféle kérdésben. Ezek az RNS-kísérletek valóban a nukleáris transzfer technológiai eredményeinek származékai voltak-ha az atommagok számára működik, mit lehet még átvinni? Eddy de Robertisnek és nekem is volt egy újságunk, amiben a Xenopus tojást élő kémcsőnek nevezték.

Önt is érdekelte az indukció folyamata, és közösségi hatást azonosított a Xenopus Mezoderma indukciójában. Mi az alapja ennek a hatásnak?

évtizedek óta az emberek szövetet ültettek be – fogtak egy szövetdarabot, és beültették egy másik gazdaszervezetbe. De a szövet nyilvánvalóan sok sejtből áll, amelyek nem feltétlenül azonosak, és számomra mindig kívánatos volt egysejtű transzplantáció. Sok ilyet csináltam, egyetlen progenitor sejtet mozgattam az embrió egyik részéből a másikba, de soha nem tudtam működésre bírni – a sejtek mindig elpusztultak. Biztosan volt valami oka annak, hogy sikeresen átültethet több sejtet, de nem egyetlen sejtet. Ez arra késztetett, hogy egyre kisebb számú sejtet injekciózzak be. Kiderült, hogy az átültetett sejtek szekretált molekulákat – például jelző fehérjéket – szabadítanak fel, amelyek szükségesek ahhoz, hogy bármit megtegyenek a gazdaszervezetben. Egyetlen sejtnek nehézségei vannak azzal, amit kiválaszt – a koncentráció túl alacsony–, de több sejt elég magas koncentrációt hoz létre ahhoz, hogy valóban működjön. Ez a’ közösségi hatás ‘ némileg hasonló a baktériumokban azonosított kvórumérzékeléshez.

mi a véleménye arról, hogy hol van ma a fejlődésbiológia mint terület? Milyen hiányosságok vannak a megértésünkben, és mit kell tennünk a hiányosságok pótlására?

saját nézetem a fejlődésről az, hogy az embernek meg kell próbálnia a dolgokat egyetlen entitásra szűkíteni, legyen az sejt, sejtmag vagy molekula, és gyakran nevetségessé tesznek, mert mindig megkérdezem az embereket, hogy milyen koncentrációban van a molekulájuk, és azt mondják, hogy nem számít.

azt mondanám, hogy a koncentráció és az idő a két kritikus dolog a fejlődésben. Meg kell tudni, hogy a koncentráció, és meg kell tudni, hogy mennyi ideig kell lennie, hogy a különbség – mert a sejtek, egy adott koncentrációja a molekula néhány másodpercig nem lehet ugyanaz, mint a koncentráció 10 percig. Tehát úgy gondolom, hogy a fejlődésbiológiában jelenleg hiányzik a fehérjék koncentrációjának meghatározására való képesség, hasonlóan a nukleinsavak PCR-rel történő méréséhez.

saját tapasztalataim szerint részt vettem egy Activin nevű fehérje kísérletében,amely egy TGF-ons molekula. Meglehetősen meglepő módon – és még mindig szeretem ezt a kísérletet – a blastula sejteket teljesen disszociálhatjuk szuszpenzióban, majd ismert ideig ismert koncentrációban adhatunk hozzá Aktivint. Ezután megmossa a sejteket, hagyja, hogy reagensek legyenek, és megkérdezze, hogyan különböznek egymástól. Kiderült, hogy az eredmény – függetlenül attól, hogy ezek a sejtek ektodermát, mezodermát vagy endodermát készítettek – nemcsak az aktivin mennyiségétől függött, hanem attól is, hogy mikor fürdette meg a sejteket. Érdekes elv volt, hogy a koncentrációnak és az időnek teljesen különböző hatásai lehetnek attól függően, hogy melyiket változtatjuk meg, és mennyivel.

de ahhoz, hogy valóban megértsük az ilyen elképesztő jelenségeket in vivo, a fehérjék koncentrációjának ismerete valóban fontos lesz, és azt hiszem, ez jelenleg teljesen hiányzik. A jövőben fokozatosan egysejtűekkel fogunk dolgozni, ismert koncentrációkkal, ismert időmennyiségekkel, majd megérthetjük, hogy mi történik ezekben a differenciálódási eseményekben.

a koncentráció és az idő a két kritikus dolog a fejlődésben

munkája valószínűleg klinikailag a legbefolyásosabb lesz a sejtpótlás területén – mit gondol a jelenlegi kihívásokról és kilátásokról?

úgy gondolom, hogy a sejtpótlás kilátásai nagyon jók, de a tudományos fejlődést más dolgok akadályozhatják. Az általam gyakran használt példa az életkorral összefüggő makula degeneráció, ahol a fotoreceptorok meghalnak, így megvakulsz. Ezeket a fotoreceptorokat a retina pigmentált hámsejtjei támogatják, és a londoni és más kutatók a Yamanaka eljárással vékony rétegeket készíthetnek a hámsejtekből, majd behelyezhetik őket a szembe egy olyan eljárással, amely nem bonyolultabb, mint a lencse cseréje. Amikor erről beszélek, az emberek odajönnek hozzám, és megkérdezik, mikor tudják megcsinálni. A válasz az, hogy nem szabad, és véleményem szerint az ok végső soron a jogi kérdésekre vezethető vissza. Ha valami rosszul megy, az ügyvédek hatalmas összegű kártérítésért küzdenek. Ha százszor elvégzi az eljárást, és egyszer rosszul megy – kilencvenkilenc ember óriási nyereséget kap abban, hogy nem vakul meg, de az ember olyan hatalmas pénzügyi díjat kap, hogy az orvosi szakma el fog kerülni tőle. Úgy gondolom, hogy ez valódi kihívás a terület számára – az orvosi szakma ellenállása a lehetséges jogi és pénzügyi következmények miatt.

korábban már beszélt az útmutatás fontosságáról a PhD-felügyelő, Michael Fischberg, és sok mentoráltja nagyszerű mentorként beszélt rólad. Mi a Gurdon vezetési stílusa?

Nos, itt nagyon önkritikus lennék-nem ülök le mindenkivel heti egy órát, hogy áttekintsem az eredményeiket, csak várok, amíg meglátom őket egy kávé mellett, és megkérdezem, hogy mennek a dolgok. Tehát szörnyen rossz Mentornak kell lennem abban az értelemben, hogy nem igazán végzem a dolgok rendszeres és módszeres ellenőrzését. De szeretem azt gondolni, hogy az emberek csak a hétköznapi beszélgetésekből kapnak valamit. Valaki, mint Doug Melton, igazán fantasztikus kolléga volt, de ez mind a saját képességein keresztül történt – nem tudom elképzelni, mit kapott tőlem! Egyszerűen megpróbálom meggyőzni a laboromba érkező embereket, hogy dolgozzanak egy értékes projekten, majd hagyják, hogy élvezzék.

csak annyit kell megjegyeznem, hogy Michael Fischberg valóban figyelemre méltó és nagylelkű mentor volt. Ő bízta rám ezt a nukleáris szállítási munkát, azt mondta, hogy mindent meg kell próbálnom, amit csak akarok, és rendkívül támogatott. A legelső tanulmány a nukleáris transzferről-nem végezte el a kísérleteket, de szerzője volt, és nagyon helyesen. De azután, szinte szégyenemre, azt mondta: ‘tied az endoderma sejtek, enyém a többi’. És így nem volt a szerző a további papírokat-ez rendkívül nagylelkű, tényleg.

azt terveztem, hogy megkérdezzem, hogy még mindig csatlakozik-e a laboratóriumi padhoz, de megkaptam a választ, amikor ma megérkeztem az irodájába, amikor megváltoztattad a médiát egy tétel Xenopus tojásra. Fontos számodra, hogy fenntartsd ezt a kapcsolatot?

mindig fenntartottam a laboratóriumi munkámat, még akkor is, amikor más dolgokat is csináltam, és még mindig tanítom a nukleáris transzfert a kollégáimnak. Ez a kapcsolat a paddal természetesen nem mindenki számára reális, de szeretem azt gondolni, hogy ezzel néha olyan dolgokat fedez fel, amelyek esetleg nem nyilvánvalóak. Nincs értelme PCR gépeket használnom, vagy ilyesmi, és az egyik kollégám jelenleg egy western blot-ot futtat nekem. De a laboratóriumi munka, amit most végzek, sokkal inkább azon múlik, hogy megpróbáljuk – e megtalálni a módját annak, hogy ezek a sejtek azt tegyék, amit én akarok tőlük-és ezt jól tudom.

a Nobel-Díj jelentősen megváltoztatta az életét?

Nos, igen, abban az értelemben, hogy kapok egy nevetséges mennyiségű meghívók, ami fut most körülbelül 200 évente. Ezt nem lehet elkezdeni kezelni – kevesebbet utazom, mint régen, és meglehetősen szelektív vagyok abban, amit elfogadok. Sok meghívást kapok nem a tudományos hozzájárulásomért, hanem az iskolai jelentésemért, amelyben a biológia mesterem azt írta, hogy esélyem sincs tudósként sikerülni, és amelyet az asztalom fölött kereteznek. Ez a történet nyilvánvalóan nagy benyomást tett.

ott van a nyilvánosság elismerése is. Nem sokkal a Nobel-Díj nyilvánosságra hozatala után történt, hogy Dél-Koreában voltam. Az utcán sétálva valaki megállított, és megkérdezte, hogy Dr. Gurdon vagyok-e, és azt mondta, hogy a fényképem benne van az újságban. Igazán figyelemre méltó volt, a lefedettség, amelyet a díj kapott. Az is nyilvánvalóan jó, hogy az emberek értékelik a munkámat, és Yamanakáét, és hogy az emberek az újraprogramozásról beszéltek.

van valami, amit a fejlesztési olvasók meglepődnének, ha megtudnának rólad?

azon a véleményen vagyok, hogy fontos ésszerűen fittnek és egészségesnek maradni. Mindig is érdekelt a különböző sporttevékenységek, leginkább a síelés, a korcsolyázás és a squash, amelyek a fő tevékenységeim voltak, bár az utóbbi években a squash teniszre fordultam.

de azt hiszem, ami meglepheti az olvasókat, hogy teljesen nem intellektuális vagyok. Nem olvasok könyveket, utálok olvasni, és színházba sem járok. Ha azt kérdezik tőlem, hogy miért nem szeretek olvasni, azt mondom, hogy hosszú időbe telik, sokkal könnyebb beszélni valakivel, aki elolvasta a könyvet, és kérni az alsó sort! Nem érdekel a fikció, csak nem nekem való. Tehát valóban én vagyok a végső nem intellektuális.