Abstract
John Gurdonは、Wellcome Trust/Cancer Research UK Gurdon Instituteの著名なグループリーダーであり、ケンブリッジ大学の動物学部門の名誉教授です。 2012年には、成熟細胞の多能性へのリプログラミングに関する研究で山中伸弥と共同でノーベル生理学-医学賞を受賞し、卵母細胞や卵子による核リプログラミングの分子メカニズムの研究を続けている。 私達は彼のキャリアを論議し、再プログラミングの過去、現在および未来の彼の思考を聞くために彼のケンブリッジのオフィスのジョンに会った。
あなたの最初の論文は1954年に出版され、発生学ではなく昆虫学に関係していました。 それはどのように起こったのですか?
まあ、その初期の論文は昆虫学者の月刊誌に掲載されました。 私の初期の人生を通して、私は本当に昆虫に興味を持っていた、と蝶や蛾を収集するために使用されます。 私が学部生だったとき、私は休みを取って、私が見つけることができるものを見るためにオックスフォードの近くのWytham Woodsに出かけるのが好 だから私はある寒い春の日に出かけましたが、蝶や蛾はいませんでしたが、どこからともなく、ハエがいました–私はそれを捕まえて、私のボトルに入れて、それを見ました。 明らかだった最初の事は、それがハエではなかった、それはhymenopteranだったということでしたが、私はそれを識別しようとしたとき、私は単にそれが何であったか 私は敗北するのが好きではないので、私はオックスフォードのホープ部門に行って、彼らはそれが何であるかを知らなかったし、自然史博物館に行き、学芸員が私に言った、驚くほど十分に、これは以前にイギリスで記録されたことのない種でした! 当時の教授は森の中のすべての昆虫の主要な生態学的研究をしていたので、これはオックスフォードの昆虫学部門に激しく刺激していました。 だから私は発見を発表する段落をいくつか書いた、そしてそれは私がその論文を持っているようになった方法です。
そして、あなたは昆虫に興味を続けましたか?
本当に科学的な方法ではありませんが、私はそれに戻りたいと思っていますが、主に鱗翅目の色のパターンが非常に顕著であるためです。 私たちは本当に色のパターンがどのように形成されているかについてほとんど何も知らない–どの種でも。 あなたは一方の翼にスポットを置く遺伝子を持っていません、それは分子の拡散を含むより複雑なプロセスです。 私は実際に引退するとき、私はそれを取るだろうと考え続けていますが、私はまだその点に到達していません!
半世紀前、君は核移動実験を始めたが、今日、君の研究室はまだそれを公開している。 なぜあなたはそのような概念的に単純な実験は、このような非常に長い貯蔵寿命を持っていたと思いますか?
私が初期の核移植実験を行っていたとき、そして私の上司であるMichael Fischbergにその仕事に私を入れてくれたことに永久に感謝しています–当時の質問は、体 これを決定する1つの方法は、ある種類の細胞から核を取り出し、それを卵に入れ、それが発達するかどうかを確認することでした。 この実験は19世紀後半にまでさかのぼります。Rauberという男の論文があります。Rauberはカエルの卵にヒキガエルの核を入れる実験を説明していますが、単に結果が得られなかったと言っているので、彼が実験をしたかどうかは明らかではありません。
とにかく、1950年代にブリッグスとキング、二人のアメリカ人は、核を移植する技術を開発し、フィッシュバーグは、我々はアフリカツメガエルでこれを試してみ 私たちが最終的に克服したいくつかの非常に面倒な技術的困難がありました–スキルと同じくらい運によって–そして最終的な結果は、あなたが特 それは明らかに同じ遺伝子がすべての異なる種類の細胞に存在すると言った。
そして、山中が人工多能性幹細胞技術を開発するまでの50年のギャップがあり、本当に有用な臨床の可能性にフィールドを開いた。 カエルの実験(および1990年代のDolly the sheepの生成を含むその後の多くの研究)では、特殊な核を元に戻したり若返らせたりすることができると述べられていたが、山中が幹細胞を作るために人間の卵や胚を得る必要がないことを示したときにのみ、臨床翻訳が現実的な可能性になった。 全く異なる種類の成体細胞から始まる新しい細胞を得ることができるというこの考えは、半世紀前から私たちの仕事に明らかに欠けていましたが、 “再プログラミング”は実験の目的でさえありませんでした。 私はそれが人間の再プログラミングとの関連性のためではなかった、私は今日、これらの核移転実験を続けるためのサポートを得ることはないと思
だから、問題は、このプロセスがどのように動作するのですか? 核を若返らせる卵の能力の根底には何がありますか? 私たちはいつもその質問に興味を持っていましたが、山中の実験ではますます面白くなりました。 そして、私は人々がまだ山中手順が機能する理由を本当に知らないことを指摘します–十年後でさえ、彼らは本当にメカニズムを理解していません。 だから我々は見解を取り、それは本当です、卵は転写因子を過剰発現するよりも分化を逆転させるより良い仕事をしているので、すべての卵の成分が何であるかを知っていて、それらを体細胞のものと交換させる方法を知っていれば、山中因子は必要ないと考えています。 そのため、60年前と同じ手順を使用して、卵による再プログラミングのメカニズムを積極的に追求していますが、それを調査する新しい方法がたくさ 私にとって、これは、一度に行われた仕事が、後の進歩に照らして、その後の、はるかに大きな関連性を持つことができるという興味深い原則を例示してい
私たちは60年前と同じ手順で卵による再プログラミングのメカニズムを積極的に追求していますが、それを調べる新しい方法がたくさんあります
卵による再プログラミングの分子メカニズムについての現在の理解は何ですか?
これはほぼ確実にクロマチン成分、特にヒストンの卵中に高濃度があるためです。 それらがどのように変更されるかという点では、ヒストンの多数の変種があり、私たちの最近の研究のかなりの多くは、入ってくる核に卵によって課 このクロマチンの変化はおそらく最初の重要な段階です–卵に存在する特定のヒストン変異体が非常に重要であり、卵に存在するものによる成体クロマチン成分の置換が最終的に変化を引き起こすのに役立つものである可能性が高いです。
この問題には2つの側面があります。 一つは、卵が体細胞核の成分を置き換えるためにその成分をどのように使用し、それを若返らせるのかということです。 第二は、なぜ再プログラミングが完全に動作しないのですか? 私はこのようにそれを説明するのが好きです:すべてを胚状態に戻そうとする卵と、正反対に設計された体細胞核との間に戦いがあります–それは変 私たちの細胞のほとんどは変化しません、そしてそれは細胞が非常に安定していることが非常に重要です。 だから卵は核を覆そうとし、核はそれに抵抗しようとします; これらは、現時点では私たちの研究プロジェクトの二つの補完的な部分です。
これを補完するために、我々はまた、再プログラミングに非常に受容的になる精子核に起こる変化を見ています;最終的には、体細胞核を精子と同じ状態に変換したいと考えています,その後、再プログラミングは非常にうまくいくはずです.
私はほとんどの読者があなたの再プログラミング実験に精通していると思いますが、私はあなたの他の仕事のいくつかを議論したいと思います。 1970年代の一連の論文では、カエルの卵母細胞における注入されたRNAの翻訳を研究しました: この作品について少し教えていただけますか?
当時私に非常に魅力的だった実験は、メッセンジャー RNA(mRNA)を卵に注入することです。 私はこの仕事をしていました、特にベルギーのHubert Chantrenneが最初にmRNAを単離したとき。 私はJean Brachetという素晴らしい男の良い友人で、私が本当にやりたいことは核ではなくmRNAを卵に移植することだと彼に言いました。 彼は私にウサギのglobin RNAを作っていたChantrenneを紹介し、Brachetのおかげで私たちにいくつかを与えました。 ものは非常にrnase敏感であることが知られていたので、あなたはほとんどあなたが何かに触れる前にクロム酸で入浴しなければなりませんでした! 今、私は卵がリボヌクレアーゼでいっぱいであることが知られていたので、それが拒否されているだろう助成金として実験を提案していた:リボ核環境に それにもかかわらず、それは働き、驚くほどよく–globinメッセージは卵に入り、卵がオタマジャクシに変わった時までにはまだウサギのglobinが作られていました。 ほぼ確実に成功の理由は、マイクロインジェクションがリボヌクレアーゼが分割されているリソソームを開かないということです。 だから、別の興味深い原則があります:誰かがあなたに何かがうまくいかないと言ったとき、それはそれのために彼らの言葉を取るよりも、それを試してみる方がはるかに優れています。 そして、mRNA注入は、あらゆる種類の質問にとって非常に有用なアプローチであることが判明しました。 これらのRNA実験は、実際には核移動の技術的結果の派生物でした–それが核のために働くならば、あなたは他に何を移すことができますか? エディ-デ-ロベルティスと私はアフリカツメガエルの卵を生きた試験管と呼ぶ紙を持っていました。
あなたは誘導のプロセスにも興味があり、アフリカツメガエル中胚葉の誘導における”コミュニティ効果”を特定しました。 この効果の基礎は何ですか?
何十年もの間、人々は組織を移植していた–組織の一部を取って別の宿主に移植した。 しかし、組織は明らかにすべてが同じではないかもしれない多くの細胞で構成されており、私にとっては単細胞移植を行うことが常に望ましいでし そして、私はそれらの多くをしました、胚のある部分から別の部分に単一の前駆細胞を移動しましたが、私はそれを働かせることはできませんでした– あなたが成功した複数の細胞ではなく、単一の細胞を移植することができますいくつかの理由があったにちがいありません。 それは私が細胞のより小さく、より小さい数の注入を行うために導きました。 移植された細胞は、宿主内で何かをするために必要な分泌分子–例えばシグナル伝達タンパク質–を放出することが判明した。 単一の細胞は、それが分泌するもので多くを行うことが困難である–濃度が低すぎる–しかし、複数の細胞が実際に動作するのに十分な高濃度を構築し この”コミュニティ効果”は、細菌で同定されたクォーラムセンシングに幾分類似している。
フィールドとしての発生生物学が今日どこにあるのかについてのあなたの視点は何ですか? 私たちの理解のギャップは何ですか、そして私たちはギャップを埋めるために何をする必要がありますか?
私自身の開発の見解は、それが細胞であろうと核であろうと分子であろうと、単一の実体に絞り込むことを試みなければならないということです。
集中力と時間は開発における二つの重要なものだと言うでしょう。 あなたは濃度を知る必要があり、あなたはそれが違いを生むためにそこになければならない時間を知る必要があります–細胞のために、数秒間の分子の特定の濃度は10分間のその濃度と同じではないかもしれないからです。 だから私は、現時点で発生生物学に本当に欠けているのは、PCRを用いた核酸の測定に似たタンパク質の濃度を決定する能力であると考えています。
私自身の経験では、TGF-β分子であるアクチビンというタンパク質の実験に関わっていました。 むしろ驚くべきことに–そして私はまだこの実験が好きです-あなたは芽球細胞を取り、懸濁液中でそれらを完全に解離させ、次に既知の濃度でアクチ その後、細胞を洗浄し、それらを再凝集させ、それらがどのように分化するかを尋ねます。 これらの細胞が外胚葉、中胚葉または内胚葉を作ったかどうかにかかわらず、結果はアクチビンの量だけでなく、細胞を浴びた時間にも依存することが 集中力と時間は、あなたがどのように変更するか、そしてどのくらいによって完全に異なる効果を持つことができるという興味深い原則でした。
しかし、このような驚くべき現象を生体内で本当に理解するためには、タンパク質の濃度を知ることは本当に重要になるでしょう。 将来的には、我々は徐々に単一の細胞、既知の濃度、既知の時間で作業し、その後、我々はこれらの分化イベントで何が起こっているかの理解を得ることができ
濃度と時間は開発における二つの重要なものです
あなたの仕事はおそらく細胞置換の分野で最も臨床的に影響力があります–現在の課題
細胞置換の見通しは非常に良いと思いますが、科学的進歩は他のものによって妨げられる可能性があります。 私がよく使う例は加齢黄斑変性症で、光受容体が死んで盲目になります。 これらの光受容体は網膜色素上皮細胞によって支持されており、ロンドンなどの研究者は、山中手順を使用して上皮細胞の薄い層を作り、レンズ交換ほど複雑ではないプロセスによって眼に挿入することができる。 私がこれについて話すたびに、人々は私のところに来て、いつそれを成し遂げることができるか尋ねます。 答えは、彼らが許可されていないということです、そして私の意見の理由は最終的に法的問題に戻ります。 何かがうまくいかない場合は、弁護士は補償の膨大な量のために戦うことになります。 あなたが手順を百回行うと、それは一度間違って行く場合–九〇から九人は盲目にならないで途方もなく得ることができますが、一つは、医療専門家はそ 私はこれが分野への本当の挑戦であると思います–潜在的な法的および財政的な結果のために医療専門家の抵抗。
あなたは以前、博士課程の監督者であるMichael Fischbergと、あなたのメンティーの多くがあなたを偉大なメンターとして話してきた指導の重要性について話しました。 リーダーシップのGurdon様式は何であるか。
まあ、私はここで非常に自己批判的になるだろう-私は彼らの結果を通過するために週に一時間皆と座っていない、私はコーヒーの上にそれらを見て、物事 だから私は本当に物事の定期的かつ整然としたチェックをしていないという意味でひどく悪い指導者でなければなりません。 しかし、私は人々が普通の会話からちょうど何かを得ると思うのが好きです。 Doug Meltonのような人は本当に素晴らしい同僚でしたが、それは彼自身の能力によってすべてでした–私は彼が私から得たものを考えることができません! 私は単に価値のあるプロジェクトに取り組むために私の研究室に来る人々を説得しようとし、それらがそれを楽しむことができます。
私はマイケル-フィッシュバーグが本当に顕著で寛大な指導者だったことをコメントする必要があります。 彼は私がこの核移転作業に私を入れて、私がやりたいことを試してみるべきであると私に言って、非常に支持していました。 核移転に関する最初の論文–彼は実験をしなかったが、彼はそれについての著者であり、非常に当然のように。 しかし、その後、ほとんど私の恥ずかしさに、彼は”あなたは内胚葉細胞を取る、私は残りを取る”と言いました。 そして、彼はそれ以上の論文の著者ではなかった–それは本当に、非常に寛大だった。
私はあなたがまだ研究室のベンチに接続されているかどうかを尋ねる予定でしたが、私はあなたがアフリカツメガエルの卵のバッチのためのメディ この接続を維持することはあなたにとって重要ですか?
私はいつも私の研究室の仕事を維持してきました,私は同様に他のことをやっていたときでも、,そしてまだ私の同僚に核転送を教えます. もちろん、ベンチへのこの接続は誰にとっても現実的ではありませんが、私はそれを行うことによって、あなたは時々明白ではないかもしれないものを発見すると思うのが好きです。 PCRマシンやその種のものを使用して私には意味がありません、そして現時点で私の同僚の一人は私のためにウェスタンブロットを実行しています。 しかし、私が今やっている研究室の仕事は、これらの細胞に私がしたいことをさせる方法を見つけようとすることにもっと依存しています–そしてこれは私がよく知っていることです。
ノーベル賞はあなたの人生をかなり変えましたか?
まあ、私は年間約200で実行されている招待状の馬鹿げた量を得るという意味で。 あなたはそれを処理するために開始することはできません–私は私がするために使用されるよりも少ない旅行、と私は私が受け入れるものについ 私は私の科学的貢献のためではなく、私の生物学のマスターが私が科学者として成功する機会がないと書いた私の学校の報告書のために多くの招待状を得ています、そしてそれは私の机の上に囲まれています。 その話も明らかに大きな印象を与えました。
国民の認識もあります。 ノーベル賞が知られてからすぐに、私は韓国にいました。 通りに沿って歩いて、誰かが私を止め、私がGurdon博士であるかどうか尋ね、私の写真が紙の中にあると私に言った。 それは本当に、賞を得たカバレッジは非常に顕著でした。 また、私の作品や山中さん、そして人々が再プログラミングについて話していたことを人々が感謝することは明らかにうれしいです。
開発読者があなたについて知って驚くことはありますか?
私は、適度にフィットし、健康を保つことが重要であると考えています。 私は常に様々なスポーツ活動に興味を保ってきました,最も顕著なスキー,スケートとスカッシュ,私の主要な活動だった,私はスカッシュからテニスに近年になって
しかし、私は読者を驚かせるかもしれないことは、私が完全な非知的であるということだと思います。 私は本を読んでいない、私は読書が嫌いで、私は劇場にも行きません。 私がなぜ私が読書を楽しんでいないのか尋ねられたら、私は長い時間がかかると言うでしょう、本を読んでいる人と話をして、一番下の行を求める方が 私はフィクションに興味がない、それは私のためだけではありません。 だから私は本当に究極の非知的です。