Uma entrevista com John Gurdon / desenvolvimento

Seu primeiro papel foi publicado em 1954, e a preocupação de não embriologia mas entomologia. Como é que isso aconteceu?

bem, esse artigo inicial foi publicado na revista mensal do entomologista. Ao longo da minha infância, eu realmente estava interessado em insetos e costumava coletar borboletas e mariposas. Quando eu era um estudante de graduação eu gostava de tirar uma folga e sair para Wytham Woods perto de Oxford para ver o que eu poderia encontrar. Então eu saí em um dia frio de primavera e não havia borboletas, nem mariposas, mas, do nada, havia uma mosca – eu peguei, coloquei na minha garrafa e dei uma olhada. A primeira coisa que era óbvia era que não era uma mosca, era um himenóptero, mas quando tentei identificá-lo, simplesmente não consegui descobrir o que era. Não gosto de ser derrotado, então fui ao Departamento Hope em Oxford e eles também não sabiam o que era, e depois ao Museu de História Natural, onde um curador me disse que, surpreendentemente, esta era uma espécie nunca registrada na Inglaterra antes! Esta foi intensamente irritante para o Departamento de Entomologia em Oxford, porque o professor na época tinha um grande estudo ecológico de todos os insetos em os bosques, e aqui era um aluno que tinha apenas pegou a primeira coisa que ele poderia encontrar, e pegou uma nova espécie. Então eu escrevi alguns parágrafos anunciando a descoberta, e foi assim que eu vim ter esse papel.

e você manteve seu interesse em insetos?

realmente não de uma maneira científica adequada, embora eu continue pensando que gostaria de voltar a isso, principalmente porque os padrões de cores dos lepidópteros são tão notáveis. Nós realmente não sabemos quase nada sobre como os padrões de cores são formados – em qualquer espécie. Você não terá um gene que coloque um ponto em uma asa, é um processo mais complicado, incluindo a difusão de moléculas. Eu continuo pensando que quando eu realmente me aposentar eu vou assumir isso, mas eu ainda tenho que chegar a esse ponto!Meio século atrás você começou seus experimentos de transferência nuclear, e hoje seu laboratório ainda está publicando sobre ele. Por que você acha que um experimento tão conceitualmente simples teve uma vida útil tão notavelmente longa?Quando eu estava fazendo esses primeiros experimentos de transferência nuclear-e sou permanentemente grato ao meu supervisor, Michael Fischberg, por me colocar nesse trabalho-a questão na época era se todas as células do corpo têm os mesmos genes. Uma maneira de determinar isso era pegar um núcleo de um tipo de célula, colocá-lo no ovo e ver se ele pode se desenvolver. Este experimento foi concebido já no final do século 19: há um artigo de um homem chamado Rauber que descreve um experimento de colocar um núcleo de sapo em um ovo de sapo, e simplesmente diz que ele não obteve um resultado, então não está claro se ele fez o experimento ou não!De qualquer forma, na década de 1950 Briggs e King, dois americanos, desenvolveram a técnica de transplante do núcleo, e Fischberg decidiu que deveríamos tentar isso em Xenopus. Havia vários muito problemático dificuldades técnicas que nós, eventualmente, superou – tanto de sorte como de perícia e o resultado final foi a de que você pode obter, essencialmente, o desenvolvimento normal tomando o núcleo de uma célula especializada, neste caso, uma célula intestinal, e transplantá-lo para um enucleated ovo. Isso claramente disse que os mesmos genes estão presentes em todos os diferentes tipos de células.

e então houve essa lacuna de 50 anos antes de Yamanaka desenvolver a técnica de células-tronco pluripotentes induzidas, que realmente abriu o campo para o potencial clínico útil. O sapo de experimentos (e muito trabalho subsequente, incluindo a geração da ovelha Dolly, na década de 1990) diz que você pode reverter ou rejuvenescer um núcleo especializado para a direita de volta para o início novamente, mas a tradução clínica tornou-se uma possibilidade realista em seres humanos apenas quando Yamanaka mostraram que você não precisa para obter humanos ovos ou embriões para fazer com células-tronco. Essa ideia de que você poderia derivar novas células de um tipo começando com células adultas de um tipo completamente diferente, obviamente, coincidiu com nosso trabalho de meio século antes, mas, curiosamente, isso não era absolutamente evidente quando esses primeiros experimentos foram feitos. “Reprogramação” não era nem mesmo o objetivo dos experimentos. Imagino que não teria apoio para realizar esses experimentos de transferência nuclear hoje, se não fosse por sua relevância reprogramar em humanos.

então a questão é como esse processo funciona? O que está por trás da capacidade do ovo de rejuvenescer um núcleo? Estávamos sempre interessados nessa questão, mas tornou-se cada vez mais interessante com os experimentos de Yamanaka. E eu gostaria de salientar que as pessoas ainda não sabem realmente por que o procedimento Yamanaka funciona – mesmo depois de dez anos, eles realmente não entendem o mecanismo. Então, nós consideramos, e é verdade, que o ovo faz um trabalho bastante melhor de reverter a diferenciação em comparação com fatores de transcrição superexpressivos e, portanto, pensamos que se você soubesse o que são todos os componentes do ovo e soubesse como fazê-los trocar com os somáticos, você não precisaria dos fatores Yamanaka. É por isso que estamos buscando ativamente o mecanismo de reprogramação pelo ovo, usando o mesmo procedimento que foi feito há 60 anos, mas com muitas novas maneiras de investigá-lo. Para mim, isso exemplifica o interessante princípio de que o trabalho que foi feito ao mesmo tempo pode ter uma relevância subsequente e muito maior à luz dos avanços posteriores.

Estamos buscando ativamente o mecanismo de reprogramação pelo ovo, usando o mesmo procedimento foi feito há 60 anos, mas com um monte de novas formas de investigar é

E qual é o seu atual entendimento dos mecanismos moleculares de reprogramação pelo ovo?

é quase certamente devido a uma alta concentração no ovo de componentes de cromatina, particularmente histonas. Existem inúmeras variantes de histonas, em termos de como elas são modificadas, e muito do nosso trabalho recente tem descrito as mudanças de histona que são impostas pelo ovo em um núcleo de entrada. Essa mudança de cromatina é talvez o primeiro estágio – chave-há uma variante particular de histona presente nos ovos, o que é muito importante, e é provável que a substituição dos componentes adultos da cromatina por aqueles presentes no ovo seja, em última análise, o que ajuda a causar a mudança.

existem dois aspectos para este problema. Uma é como o ovo usa seus componentes para substituir os do núcleo somático e, assim, rejuvenescê-lo? A segunda é por que a reprogramação não funciona perfeitamente? Eu gosto de ilustrar assim: há uma batalha entre o ovo, tentando transformar tudo de volta em um estado embrionário, e o núcleo somático, que é projetado para ser exatamente o oposto – não deve mudar. A maioria das nossas células não muda, e é muito importante que as células sejam extraordinariamente estáveis. Assim, o ovo tenta anular o núcleo e o núcleo tenta resistir a ele; essas são as duas partes complementares do nosso projeto de pesquisa no momento.

para complementar isso, também estamos olhando para as mudanças que ocorrem em um núcleo de esperma que o tornam tão notavelmente receptivo à reprogramação; em última análise, gostaríamos de converter o núcleo somático na mesma condição do esperma e, em seguida, a reprogramação deve funcionar muito bem.

embora eu ache que a maioria dos leitores estará familiarizada com seus experimentos de reprogramação, gostaria de discutir alguns de seus outros trabalhos. Em uma série de artigos na década de 1970, você estudou a tradução de RNA injetado em oócitos de rã: você pode nos contar um pouco sobre esse trabalho?

o experimento que me atraiu enormemente na época, e ainda faz, é injetar RNA mensageiro (mRNA) em ovos. Eu estava fazendo esse trabalho quando as pessoas, notavelmente Hubert Chantrenne na Bélgica, primeiro isolaram o mRNA. Eu era um bom amigo de um homem maravilhoso chamado Jean Brachet, e disse a ele que o que eu realmente gostaria de fazer é transplantar não núcleos, mas mRNA em ovos. Ele me deu uma introdução A Chantrenne, que estava fazendo Rna de globina de coelho e nos deu alguns, graças a Brachet. O material era conhecido por ser extremamente sensível à RNase, então você quase teve que tomar um banho de ácido crômico antes de tocar em qualquer coisa! Agora, se eu tivesse proposto esse experimento como uma concessão, ele teria sido rejeitado porque o ovo era conhecido por estar cheio de ribonucleases: colocar mRNA sensível em um ambiente ribonucleico não faria sentido. No entanto, funcionou e surpreendentemente bem – a mensagem globina entrou em ovos e, quando os ovos se transformaram em girinos, ainda havia globina de coelho sendo feita. Quase certamente a razão para o sucesso é que a microinjeção não abre os lisossomos, onde as ribonucleases são particionadas. Portanto, há outro princípio interessante: quando alguém diz que algo não vai funcionar, é muito melhor tentar do que aceitar sua palavra. E a injeção de mRNA acabou sendo uma abordagem muito útil para todos os tipos de perguntas. Esses experimentos de RNA eram realmente um derivado dos resultados tecnológicos da transferência nuclear-se funcionar para núcleos, o que mais você pode transferir? Eddy De Robertis e eu até tínhamos um artigo chamando o ovo Xenopus de tubo de ensaio vivo.

você também estava interessado no processo de indução e identificou um ‘efeito comunitário’ na indução do mesoderma Xenopus. Qual é a base desse efeito?Por muitas décadas, as pessoas estavam transplantando tecido-pegue um pedaço de tecido e enxerte-o em outro hospedeiro. Mas o tecido é obviamente composto por muitas células, que podem não ser todas iguais, e para mim sempre foi desejável fazer um transplante de uma única célula. E então eu fiz muitos deles, movendo células progenitoras únicas de uma parte do embrião para outra, mas nunca consegui fazê – lo funcionar-as células sempre morreram. Deve ter havido alguma razão pela qual você pode transplantar com sucesso várias células, mas não células únicas. Isso me levou a realizar injeções de um número cada vez menor de células. Descobriu – se que as células transplantadas liberam moléculas secretadas – proteínas de sinalização, por exemplo-que são necessárias para que façam qualquer coisa no hospedeiro. Uma única célula tem dificuldade em fazer muito com o que secreta – a concentração é muito baixa – mas várias células acumularão uma concentração alta o suficiente para realmente funcionar. Este “efeito comunitário” é um pouco análogo ao quorum sensing identificado em bactérias.Qual é a sua perspectiva sobre onde a biologia do desenvolvimento como um campo é hoje? Quais são as lacunas em nosso entendimento e o que precisamos fazer para preencher as lacunas?Minha própria visão do desenvolvimento é que é preciso tentar restringir as coisas a entidades únicas, seja uma célula, um núcleo ou uma molécula, e muitas vezes sou ridicularizado porque sempre pergunto às pessoas em que Concentração sua molécula está, e elas dirão que isso não importa.

eu diria que concentração e tempo são as duas coisas críticas no desenvolvimento. Você precisa saber a concentração, e você precisa saber quanto tempo tem que estar lá para fazer a diferença – porque para as células, uma concentração particular de uma molécula por alguns segundos pode não ser a mesma que essa concentração por 10 minutos. Então, eu diria que o que realmente nos falta na biologia do desenvolvimento no momento é qualquer capacidade de determinar a concentração de proteínas, análoga à medição de ácidos nucléicos usando PCR.

em minha própria experiência, me envolvi em experimentos com uma proteína chamada activina, uma molécula TGF-β. Surpreendentemente-e eu ainda gosto desse experimento-você pode tomar células de blástula, dissociá-las completamente em suspensão e, em seguida, adicionar activina em uma concentração conhecida por um tempo conhecido. Então você lava as células e deixa-as reagregar e perguntar como elas se diferenciam. Descobriu – se que o resultado – se essas células faziam ectoderma, mesoderma ou endoderma-dependia não apenas da quantidade de activina, mas também do tempo que você banhava as células nele. Foi um princípio interessante que a concentração e o tempo podem ter efeitos completamente diferentes, dependendo de qual você altera e por quanto.

mas para realmente entender fenômenos surpreendentes como este In vivo, saber a concentração de proteínas vai realmente ser importante, e eu acho que nos falta completamente isso no momento. No futuro, estaremos trabalhando gradualmente com células únicas, concentrações conhecidas, quantidades conhecidas de tempo, e então podemos entender o que está acontecendo nesses eventos de diferenciação.

concentração e tempo são as duas coisas críticas em desenvolvimento

seu trabalho provavelmente será mais clinicamente influente no campo da substituição celular – o que você acha dos desafios e perspectivas atuais?

acho que as perspectivas de substituição celular são muito boas, mas o progresso científico pode ser prejudicado por outras coisas. O exemplo que costumo usar é a degeneração macular relacionada à idade, onde os fotorreceptores morrem e você fica cego. Esses fotorreceptores são suportados por células epiteliais pigmentadas da retina, e pesquisadores em Londres e em outros lugares podem usar o procedimento Yamanaka para fazer camadas finas das células epiteliais e, em seguida, inseri-las no olho por um processo que não é mais complicado do que a substituição da lente. Sempre que falo sobre isso, as pessoas vêm até mim e perguntam quando podem fazer isso. A resposta é que eles não têm permissão, e a razão na minha opinião remonta, em última análise, a questões legais. Se algo der errado, Os advogados lutarão por enormes quantias de compensação. Se você fizer o procedimento cem vezes, e der errado uma vez – noventa e nove pessoas ganharão tremendamente em não ficar cegas, mas uma receberá um prêmio financeiro tão grande que a profissão médica evitará isso. Eu acho que este é um verdadeiro desafio para o campo – a resistência da profissão médica por causa de potenciais consequências legais e financeiras.

você já falou sobre a importância da orientação que seu supervisor de Doutorado, Michael Fischberg, e muitos de seus mentores falaram de você como um grande mentor. Qual é o estilo Gurdon de liderança?Bem, eu seria altamente autocrítica aqui-eu não me sento com todos por uma hora por semana para passar por seus resultados, Eu apenas espero até vê-los no café e pergunto como as coisas estão indo. Portanto, devo ser um mentor terrivelmente ruim no sentido de não fazer uma verificação regular e metódica das coisas. Mas eu gosto de pensar que as pessoas vão conseguir algo apenas da conversa comum. Alguém como Doug Melton era um colega realmente fantástico, mas isso foi tudo através de sua própria habilidade – não consigo pensar o que ele conseguiu de mim! Eu simplesmente tento persuadir as pessoas que vêm ao meu laboratório a trabalhar em um projeto que vale a pena, e então deixá-las se divertir.

devo apenas comentar que Michael Fischberg realmente foi um mentor notável e generoso. Ele me colocou neste trabalho de transferência nuclear, dizendo-me que eu deveria tentar qualquer coisa que eu quisesse, e foi extremamente favorável. O primeiro artigo sobre transferência nuclear – ele não fez os experimentos, mas ele foi um autor sobre isso, e com razão. Mas depois disso, quase para meu constrangimento, ele disse ‘Você pega as células do endoderme, eu vou pegar o resto’. E então ele não era um autor nos outros artigos – foi notavelmente Generoso, realmente.

eu tinha planejado perguntar se você ainda está conectado ao banco de laboratório, mas eu tenho a minha resposta quando cheguei ao seu escritório hoje como você estava mudando a mídia para um lote de ovos Xenopus. É importante para você manter essa conexão?Eu sempre mantive meu trabalho de laboratório, mesmo quando eu estava fazendo outras coisas também, e ainda ensinar transferência nuclear para meus colegas. Essa conexão com o banco, é claro, não é realista para todos, mas gosto de pensar que, ao fazê-lo, às vezes você descobre coisas que podem não ser óbvias. Não adianta eu usar máquinas de PCR ou esse tipo de coisa, e um dos meus colegas no momento está executando uma Mancha ocidental para mim. Mas o trabalho de laboratório que estou fazendo agora depende mais de tentar encontrar maneiras de fazer com que essas células façam o que eu quero que façam – e isso é algo que eu conheço bem.

o Prêmio Nobel mudou sua vida apreciavelmente?

bem, sim, no sentido de que recebo uma quantidade ridícula de convites, que está sendo executado agora em cerca de 200 por ano. Você não pode começar a lidar com isso – eu viajo menos do que costumava, e sou bastante seletivo sobre o que aceito. Recebo muitos convites não para minha contribuição científica, mas para meu relatório escolar, no qual meu mestre em biologia escreveu que não teria chance de ter sucesso como cientista e que está enquadrado acima da minha mesa. Essa história obviamente causou uma grande impressão também.

há também o reconhecimento do público. Logo depois que o Prêmio Nobel foi dado a conhecer, eu estava na Coréia do Sul. Andando pela rua, alguém me parou e perguntou se eu era o Dr. Gurdon, e me disse que minha fotografia estava no jornal. Foi realmente notável, a cobertura que o prêmio recebeu. Também é obviamente bom para as pessoas apreciarem meu trabalho, e o de Yamanaka, e que as pessoas estavam falando sobre reprogramação.

existe algo que os leitores de desenvolvimento ficariam surpresos ao descobrir sobre você?

eu considero que é importante manter-se razoavelmente em forma e saudável. Sempre me interessei por várias atividades esportivas, principalmente esqui, patinação e squash, que foram minhas principais atividades, embora eu tenha me voltado nos últimos anos para o tênis de squash.

mas suponho que o que pode surpreender os leitores é que sou um completo não intelectual. Eu simplesmente não leio livros, odeio ler e também não vou ao teatro. Se me perguntarem por que não gosto de ler, direi que leva muito tempo, é muito mais fácil falar com alguém que leu o livro e pedir o resultado final! Eu não estou interessado em ficção, não é apenas para mim. Então eu sou realmente o Não-intelectual final.