Η σημασία της αποτυχίας: συνέντευξη με τον Paul Nurse Inspire article

Μετάφραση από Δρ. Βασιλική Ψωφάκη (Vasiliki Psofaki, Ph.D.) – Τομείς ενδιαφέροντος: Μοριακή Γενετική/Διαγνωστική και Δρ. Γιώργο Σφλώμο (George Sflomos, Ph.D.) – Τομείς ενδιαφέροντος:…

Ο Σερ Paul Nurse
Η εικόνα είναι ευγενική
προσφορά από την Rosie
Hallam

Την περίοδο που ο Paul Nurse ήταν φοιτητής, τη δεκαετία του 1960, οι επιστήμονες ήξεραν ότι τα κύτταρα διαιρούνται δημιουργώντας αντίγραφα του εαυτού τους. Ωστόσο, τα βασικά ερωτήματα παρέμειναν ακόμη μυστήριο: τί οδηγεί τα κύτταρα να διαιρούνται; Πώς ελέγχονται οι κυτταρικές διαιρέσεις; Πώς ξεκινάει η αντιγραφή του DNA; Κυριευμένος από αυτά τα ερωτήματα, o Nurse αφιέρωσε ένα μεγάλο μέρος της καριέρας του στον εντοπισμό κρίσιμων μηχανισμών που αποτελούν τη βάση της διαδικασίας της διαίρεσης των κυττάρων – μία εργασία που τον οδήγησε στο βραβείο Νόμπελ. Ωστόσο, τα πράγματα θα μπορούσαν να έχουν εξελιχθεί πολύ διαφορετικά.

“Είχα πολύ καλούς βαθμούς στο σχολείο και μου προσφέρθηκε θέση σε κάθε πανεπιστήμιο στο το οποίο υπέβαλα αίτηση”, λέει ο Nurse, ο οποίος τώρα είναι επικεφαλής του Ινστιτούτου Francis Crick στο Λονδίνο, Ηνωμένο Βασίλειο. “Ωστόσο, οι προσφορές ήταν υπό τον όρο να περάσω μια πολύ στοιχειώδη γαλλική εξέταση, και απέτυχα έξι φορές – δεν είναι ότι δεν προσπάθησα, αλλά είμαι εντελώς ανίκανος στις γλώσσες”.

Ενάντια στις πιθανότητες

Εξακολουθώντας να αγωνίζεται με τη γαλλική γλώσσα, ο Nurse, εγκατέλειψε το σχολείο και πέρασε το χρόνο του δουλεύοντας ως τεχνικός  σε ένα εργαστήριο που διευθύνονταν από μία τοπική ζυθοποιεία Guinness. Κάθε εβδομάδα ολοκλήρωνε γρήγορα τη δουλειά του, αφήνοντας αρκετό χρόνο για ερευνητικά έργα, τα οποία αγαπούσε. Αλλά παρά τις επανειλημμένες προσπάθειες, δεν μπορούσε να περάσει τις εξετάσεις στη γαλλική γλώσσα. Χρειάστηκε μια τυχαία συνάντηση με τον καθηγητή γενετικής John Jinks για να αναφλεγεί η επιστημονική σταδιοδρομία του Nurse. Ο Jinks αναγνώρισε τις δυνατότητές του και κανόνισε να εγγραφεί ως φοιτητής βιολογίας στο Birmingham University του Ηνωμένου Βασιλείου. “Υπήρχε όμως μια δυσάρεστη έκπληξη επειδή, στο πρώτο μου έτος, το πανεπιστήμιο επέμενε στο να σπουδάσω Γαλλικά!” θυμάται ο Nurse.

Ακολούθησαν περισσότερα εμπόδια. “Αρχικά ενδιαφερόμουν για την οικολογία, αλλά ένα ταξίδι στην εξοχή όπου έπρεπε να συλλέξω δείγματα σε παγωμένα νερά μου έμαθε ότι ήμουν καλύτερα προσαρμοσμένος στο θερμότερο περιβάλλον του εργαστηρίου”, λέει ο Nurse. Ήταν εκεί όπου, υπό την καθοδήγηση ενός εκκεντρικού καθηγητή ζωολογίας, του Jack Cohen, ανέλαβε ένα έργο μέτρησης του ρυθμού αναπνοής των διαιρούμενων αυγών των ψαριών.

Η εικόνα είναι ευγενική
προσφορά από τον Jirsak /
Shutterstock.com

“Η κυτταρική διαίρεση είναι η βάση όλης της αύξησης και της ανάπτυξης – Γοητεύτικα αμέσως από αυτό”, θυμάται ο Nurse. Κατά τη διάρκεια των επόμενων μηνών, συγκέντρωσε προσεκτικά αυγά από το πανεπιστημιακό ενυδρείο, τοποθετώντας δείγματα σε σφραγισμένο θάλαμο. Στη συνέχεια μέτρησε τα επίπεδα οξυγόνου στο περιβάλλον, παρακολουθώντας προσεκτικά τις επιδράσεις των διαφόρων αναστολέων. “Σύντομα είδα ότι ο ρυθμός αναπνοής ταλαντώνεται κάθε δεκαπέντε λεπτά περίπου, όσο περίπου είναι και ο χρόνος που απαιτείται για να χωριστούν τα αυγά ψαριών”, λέει. “Παραδόξως αυτό το μοτίβο επέμενε ανεξάρτητα από το τι έκανα στο σύστημα – φαινόταν να είναι απίστευτα ισχυρό.”

Οστόσο, μια εβδομάδα πριν ο Nurse παραδώσει τα αποτελέσματα του έργου του, μια φαινομενικά συνηθισμένη εξέταση ελέγχου τον άφησε έκπληκτο. “Πραγματοποίησα το πείραμα χωρίς αυγά στο θάλαμο και μέτρησα την ίδια, τέλεια, ταλάντωση”, λέει. “Επανέλαβα το πείραμα ξανά και ξανά, πεπεισμένος ότι πρέπει να υπάρχει ένα λάθος. Αλλά τελικά συνειδητοποίησα ότι αντί να υπολογίζω τον ρυθμό αναπνοής των αυγών, όλη την ώρα παρακολουθούσα τις επιδράσεις ενός θερμοστάτη στη συσκευή μου. Ήταν μια πλήρης αποτυχία από την αρχή μέχρι το τέλος.”

Με τους βαθμούς του να διακυβεύονται και μόλις μία εβδομάδα πριν από την παρουσίαση της μελέτης, ο Nurse αντιμετώπισε ένα μεγάλο πρόβλημα. “Το μόνο πράγμα που θα μπορούσα να σκεφτώ για να σώσω το πτυχίο μου ήταν ένα θεατρικό κομμάτι”, θυμάται. “Στην παρουσίασή μου ξαναέζησα ολόκληρη τη μελέτη, από τη συναρπαστική της αρχή μέχρι το καταστροφικό τέλος της – και κάπως το κοινό εντυπωσιάστηκε. Ένα βασικό μήνυμα ήταν: κάντε ελέγχους νωρίς στη μελέτη σας μόλις αυτή αρχίσει να γίνεται ενδιαφέρουσα!”

Κατά τη διάρκεια της φάσης
Μ του κυτταρικού κύκλου,
καθώς τα θυγατρικά
κύτταρα σχηματίζονται τα
χρωμοσώματα
διαχωρίζονται.

Η εικόνα είναι ευγενική
προσφορά από τον Jan
Ellenberg

Συνέχισε να προχωράς

“Στις κακές μου στιγμές, σκέφτηκα εναλλακτικές σταδιοδρομίες”, λέει, “αλλά είμαι πάρα πολύ πειραματιστής στην καρδιά και ήμουν τυχερός κατά τη διάρκεια της καριέρας μου που είχα πολύ υποστηρικτικούς συναδέλφους”. Απτόητος τελικά, ο Nurse ολοκλήρωσε με επιτυχία το πτυχίο και το διδακτορικό του. Ως μεταδιδακτορικός, είδε τον κυτταρικό κύκλο ως έναν τρόπο να μάθει περισσότερα για αυτό που τον γοήτευε περισσότερο: τη φύση της ζωής. “Το κύτταρο είναι το πιο απλό πράγμα που υποδηλώνει τη ζωή”, λέει. “Το κλειδί για την κατανόηση του είναι να γνωρίζουμε πώς διαχειρίζεται η πληροφορία μέσα στο κύτταρο για τη δημιουργία τάξης στο χώρο και το χρόνο.”

Εμπνευσμένος από τις μελέτες που έδειχναν τον τρόπο που μπορεί να χρησιμοποιηθεί η γενετική για τη μελέτη του εκκολαπτόμενου κύκλου της ζύμης, ο Nurse επέστρεψε σε ένα ερευνητικό θέμα που είχε αρχικά συναντήσει όταν εργαζόταν στο εργαστήριο της Guinness: τη ζύμη της ζυθοποιίας. “Ήθελα ένα μοντέλο οργανισμού που θα ήταν απλός και αποτελεσματικός”, θυμάται. Η εργασία που έκανε ήταν να επεξεργάζεται τη ζύμη με τέτοιο τρόπο ώστε να προκάλει τυχαίες μεταλλάξεις στα γονίδια του γονιδιώματος της ζύμης.

Ο Nurse θεώρησε ότι το κλειδί για την ταυτοποίηση των γονιδίων που ελέγχουν την κυτταρική διαίρεση στη ζύμη θα προέκυπτε από τη μελέτη κυττάρων που διαιρούνται ιδιαίτερα αργά (δημιουργώντας μεγαλύτερα κύτταρα) ή ιδιαίτερα γρήγορα (δημιουργώντας μικρότερα κύτταρα). Η δεύτερη κατηγορία ανακαλύφθηκε τυχαία όταν ο Nurse παρατήρησε κάποια ασυνήθιστα μικρά κύτταρα που χωρίστηκαν ταχύτερα προτού να αναπτυχθούν. Προσδιόρισε μια μετάλλαξη σε ένα γονίδιο που ονομάζεται cdc2 που φαίνεται να παίζει ρόλο στην εκκίνηση των βασικών σταδίων του κύκλου της κυτταρικής διαίρεσης. “Μερικές φορές η φύση παρέχει τις καλύτερες ενδείξεις”, λέει ο Nurse.

Αφού ανακάλυψε ότι ένα γονίδιο τύπου cdc2 επίσης υπήρχε σε ένα άλλο τύπο ζύμης, ο Nurse αναρωτήθηκε αν το γονίδιο αυτό τελικά υπάρχει σε όλους τους οργανισμούς – ένα ερώτημα που άρχισε να τον απασχολεί στα εργαστήρια του Imperial Cancer Research UK το 1984. “Προκαλούσε έκπληξη και ερωτήματα για το τί ακριβώς έκανε ένας ερευνητής που ασχολείται με τη ζύμη σε ένα ερευνητικό κέντρο καρκίνου”, λέει. Η ομάδα του πήρε μια ανθρώπινη βιβλιοθήκη γονιδίων και την πρόσθεσε στη ζύμη που της έλειπε το γονίδιο cdc2. Απίστευτα, αφού προστέθηκε ένα από τα ανθρώπινα γονίδια στη ζύμη, τα κύτταρα της ζύμης χωρίστηκαν όπως τα φυσιολογικά. Αυτή η παρατήρηση επέτρεψε στον Nurse να καταλήξει στο εκπληκτικό συμπέρασμα ότι ένας βασικός κινητήρας που οδηγεί τον κυτταρικό κύκλο ήταν ο ίδιος σε όλα τα είδη, ένας μηχανισμός που είχε διατηρηθεί 1-1,5 δισεκατομμύρια χρόνια εξέλιξης.

Η δουλειά αυτή οδήγησε στην ανακάλυψη, μαζί με τον φίλο και συνάδελφό του Tim Hunt, των κυτταρικών αγγελιοφόρων μορίων που ονομάζονται εξαρτώμενες από την κυκλίνη πρωτεϊνικές κινάσες – κυτταρικοί αγγελιοφόροι που μεταδίδουν σήματα – και άλλες γνώσεις σχετικά με τη φύση του κυτταρικού κύκλου, όλες κρίσιμες για την κατανόηση της υγείας καθώς και της ασθένειας. Το 2001 απονεμήθηκε το Βραβείο Νόμπελ Φυσιολογίας-Ιατρικής στους Nurse, Hunt και Leland H Hartwell για τις ανακαλύψεις των βασικών ρυθμιστών του κυτταρικού κύκλουw1.

“Είναι σημαντικό να γνωρίζουμε τις πραγματικές ιστορίες που βρίσκονται πίσω από την επιστήμη καθώς και τις αποτυχίες και τις επιτυχίες που αποτελούν μέρος της δουλειάς μας για να εμπνεύσουμε την επόμενη γενιά επιστημόνων”, προσθέτει ο Nurse. “Εξακολουθούν να υπάρχουν πολλά που δεν γνωρίζουμε για το πώς οργανώνονται τα κύτταρα στο χώρο και το χρόνο, αλλά νομίζω ότι θα σημειώσουμε πραγματική πρόοδο τον επόμενο μισό αιώνα λόγω των μεθοδολογιών που αναπτύξαμε τις τελευταίες πέντε δεκαετίες. Και φυσικά – όπως έμαθα από τα πειράματά για την αναπνοή των αυγών των ψαριών που δεν απέδωσαν καρπούς, – και από τις αμέτρητες αποτυχίες που είχαμε κατά τη διάρκεια της ερευνητικής πορείας.”
 

Ο Nurse, ο Hunt και ο Hartwell χρησιμοποίησαν μεθόδους γενετικής και μοριακής βιολογίας για να ανακαλύψουν τους μηχανισμούς που ελέγχουν τις διάφορες φάσεις του κυτταρικού κύκλου. G1 (φάση 1ου διαστήματος ανάπτυξης): το κύτταρο αναπτύσσεται. S (φάση σύνθεσης): τα χρωμοσώματα αντιγράφονται κατά τη σύνθεση του DNA. G2 (φάση 2ου διαστήματος ανάπτυξης): το κύτταρο προετοιμάζεται για τη διαίρεση. Μ (μιτωτική φάση): τα χρωμοσώματα διαχωρίζονται στη μίτωση και χωρίζονται στα θυγατρικά κύτταρα.
Η εικόνα είναι ευγενική προσφορά από την Nicola Graf

Ευχαριστίες

Η αρχική έκδοση αυτού του άρθρου δημοσιεύθηκε στο EMBLetc, το περιοδικό του Ευρωπαϊκού Εργαστηρίου Μοριακής Βιολογίας (EMBL)w2.

Download

Download this article as a PDF

Web References

  • w1 – Το 2001, το βραβείο Νόμπελ στη Φυσιολογία-Ιατρική απονεμήθηκε από κοινού στους Leland H Hartwell, Tim Hunt και Sir Paul M Nurse. Διαβάστε περισσότερα για τον Sir Paul Nurse στον ιστότοπο του Βραβείου Νόμπελ.
  • w2 – Το EMBL είναι ένα από τα κορυφαία ερευνητικά ιδρύματα στον κόσμο, αφιερωμένο στη βασική έρευνα στις βιοεπιστήμες. Το EMBL είναι μέλος του EIROforumw3, τον εκδότη του περιοδικού Science in School.
  • w3 – Το EIROforum είναι μια συνεργασία ανάμεσα στους οκτώ από τους μεγαλύτερους διακυβερνητικούς οργανισμούς επιστημονικής έρευνας της Ευρώπης, οι οποίοι συνδυάζουν τους πόρους, τις εγκαταστάσεις και την τεχνογνωσία τους για την ευόδωση της πλήρης αξιοποίησης των δυνατοτήτων της ευρωπαϊκής επιστήμης. Στο πλαίσιο των δραστηριοτήτων εκπαίδευσης και προβολής, το EIROforum δημοσιεύει το περιοδικό Science in School.

Resources

Author(s)

Ο Adam Gristwood είναι δημοσιογράφος και διευθυντής του Ευρωπαϊκού Εργαστηρίου Μοριακής βιολογίας (EMBL)w2. Αναφερόμενος  κυρίως στις επιστήμες ζωής, έχει επίσης καλύψει ιστορίες από την έρημο Atacama, τον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων και ένα ελικόπτερο.




License

CC-BY