John Gurdon — britanski razvojni biolog, pionir presaditve jedra in kloniranja
Sir John Bertrand Gurdon (JBG) FRS (rojen 2. oktobra 1933) je britanski razvojni biolog. Najbolj znan je po svojih pionirskih raziskavah na področju presaditve jedra in kloniranja.
Presaditev jeder pomeni odvzem jedra celicam v tkivni kulturi in njihovo vstavitev v druge celice, ki jim je bilo jedro odstranjeno. Imenuje se prenos jedra somatskih celic. Na ta način je mogoče specializirane celice "reprogramirati", da postanejo podobne matičnim celicam.
Znanstveni dosežki
V šestdesetih letih prejšnjega stoletja je Gurdon pokazal, da so jedra odraslih specializiranih celic še vedno sposobna usmerjati razvoj celotnega organizma, če jih prenesemo v primerno celico gostiteljico. V svojih klasičnih eksperimentih je uporabljal jajčne celice krastače (Xenopus) in uspešno razvil zarodek iz jajčne celice, v katero je bilo vneseno jedro iz že specializirane črevesne celice. S tem je neposredno izpodbijal tedanje domneve o nepopravljivosti celične diferenciacije in dokazal koncept genomske enakovrednosti vseh somatskih celic.
Metoda in pomen presaditve jeder
Postopek, pogosto imenovan somatski prenos jedra (ang. somatic cell nuclear transfer, SCNT), običajno vključuje naslednje korake:
- odstranitev jedra iz oocita (jajčne celice),
- vnos jedra iz somatske (diferencirane) celice v enocitno gostiteljsko celico,
- spodbuditev delitve in razvoja z ustreznimi stimulusi,
- razvoj zarodka, iz katerega je mogoče pridobiti pluripotentne celice ali (v eksperimentalnih primerih) nadaljevati rast v celoten organizem.
Gurdonov prispevek je temeljil na ideji, da citoplazma jajčne celice vsebuje faktorje, ki lahko "reprogramirajo" vneseno jedro in obnovijo zmožnost razvoja. To odkritje je odprlo pot za nadaljnje delo na kloniranju živali in razvoju metod za ustvarjanje pluripotentnih celic, kar je ključno za sodobno regenerativno medicino.
Priznanja in vpliv
Za svoje delo je Gurdon prejel številna priznanja; najpomembnejše med njimi je Nobelova nagrada za fiziologijo ali medicino, ki jo je leta 2012 delil s Shinya Yamanako za odkritje, da se lahko zrele (diferencirane) celice ponovno preprogramirajo v pluripotentno stanje. Gurdon je član FRS (Fellow of the Royal Society) in nosilec naziva Sir. Njegovo ime nosi tudi Gurdon Institute pri Univerzi v Cambridgeu, kjer se nadaljuje raziskovanje razvoja in celičnega preoblikovanja.
Sodobne aplikacije in etična vprašanja
Gurdonovo delo je postavilo temelje za številne sodobne pristope v biomedicini, vključno z ustvarjanjem induciranih pluripotentnih celic (iPSC), napredki na področju terapevtskega kloniranja ter modeliranjem bolezni in testiranjem zdravil. Hkrati pa so tehnike presaditve jeder in kloniranja sprožile pomembne etične in družbene razprave, zlasti glede uporabe zarodnih celic, možnosti kloniranja ljudi ter varnosti in dolgotrajnih posledic reprogramiranja celic.
Gurdonov prispevek ostaja ključen za razumevanje celične identitete in plastičnosti ter spodbuja nadaljnje raziskave, katerih cilj je zdraviti poškodbe in bolezni z oblikami celične terapije ter izboljšati razumevanje razvoja in regeneracije.
Priznanja in nagrade
Gurdon je leta 1971 postal član Kraljeve družbe, leta 1995 pa je bil vitez. Leta 2004 so v njegovo čast preimenovali Inštitut Wellcome Trust/Cancer Research UK Institute for Cell Biology and Cancer v Gurdon Institute. Prejel je tudi številne nagrade, medalje in častne nazive. Leta 2009 je prejel nagrado Alberta Laskerja za temeljne medicinske raziskave.
Nobelova nagrada
Leta 2012 je Gurdon skupaj s Shinyo Yamanako prejel Nobelovo nagrado za fiziologijo ali medicino "za odkritje, da je mogoče zrele celice reprogramirati, da postanejo pluripotentne". "Pluripotentne" celice so matične celice.
Raziskave
Jedrski prenos
Leta 1958 je Gurdon, takrat na Univerzi v Oxfordu, uspešno kloniral žabo z uporabo nedotaknjenih jeder iz somatskih celic paglavca vrste Xenopus. To je bila pomembna nadgradnja dela Briggsa in Kinga iz leta 1952 o presajanju jeder iz celic embrionalne blastule.
Gurdonovi poskusi so pritegnili pozornost znanstvene skupnosti, orodja in tehnike, ki jih je razvil za jedrski prenos, pa se uporabljajo še danes.
Takrat še ni mogel dokončno dokazati, da presajena jedra izvirajo iz popolnoma diferencirane celice. To je leta 1975 dokončno dokazala skupina, ki je delala na Inštitutu za imunologijo v Baslu v Švici. Jedro limfocita, ki proizvaja protitelesa (dokaz, da je bil popolnoma diferenciran), so presadili v enukleirano jajčece in dobili žive paglavce.
Gurdonovi poskusi so pritegnili pozornost znanstvene skupnosti, orodja in tehnike, ki jih je razvil za jedrski prenos, pa se uporabljajo še danes. Izraz "klon" (iz starogrške besede κλών klōn = "vejica") se je v zvezi z rastlinami uporabljal že od začetka 20. stoletja. Leta 1963 je britanski biolog J. B. S. Haldane pri opisu Gurdonovih rezultatov med prvimi uporabil besedo "klon" v zvezi z živalmi.
Leta 2009 je prejel Laskerjevo nagrado, leta 2012 pa Nobelovo nagrado za fiziologijo ali medicino.
Izražanje sporočilne RNA
Gurdon in sodelavci so bili tudi pionirji pri uporabi Xenopusovih jajčec za prevajanje mikroinjiciranih molekul sporočilne RNA. Ta tehnika se pogosto uporablja za identifikacijo kodiranih proteinov in preučevanje njihove funkcije.
Nedavne raziskave
Gurdonove nedavne raziskave so bile osredotočene na analizo dejavnikov medceličnega signaliziranja, ki sodelujejo pri diferenciaciji celic, in na pojasnitev mehanizmov, ki so vključeni v reprogramiranje jedra pri poskusih s presaditvijo, vključno z demetilacijo presajene DNK.
