Chcę poznać pierwsze kroki ewolucji

Chcę poznać pierwsze kroki ewolucji

WPROST: Ma pan typowo polskie nazwisko. Jakie są pana korzenie?
JACK SZOSTAK: – Moi pradziadowie wyemigrowali z Polski do USA. Ja urodziłem się w Londynie, a potem mieszkałem w Kanadzie. Niestety, nie mówię po polsku, ale chętnie przyznaje się do swoich polskich korzeni. Bardziej niż swoim pochodzeniem zajmuje się pan dociekaniem pochodzenia życia na Ziemi. O tak! Zawsze frapowały mnie początki życia, to, jak cztery miliardy lat temu mieszanka prostych związków chemicznych połączyła się, by utworzyć żywy organizm. W swoim laboratorium podjąłem próbę odtworzenia tego procesu. Stworzyłem twór na wzór żywej komórki, by obserwować, jak powstawały pierwsze prymitywne komórki. Chce poznać pierwsze kroki ewolucji, które sa fundamentalne dla naszego życia, choć wiem, ze to może się nigdy nie udać.

Dzięki temu znacząco przyczynił się pan do rozwoju światowej genetyki.
Prowadząc swoje eksperymenty, lepiej zrozumiałem rekombinacje, jakie zachodzą na poziomie chromosomów. Zaobserwowałem, jak wygląda przetasowywanie genów podczas podziałów komórkowych. Zrozumiałem funkcje telomerów, sekwencji DNA, które znajdują się na zakończeniach chromosomów i chronią je przed zniszczeniem.

Jak doszło do odkrycia telomerów?
Już w latach 30. XX wieku przypuszczano, ze istnieje coś takiego jak telomery. Ówcześni badacze zaobserwowali, ze fragmenty pękniętych chromosomów łączą się z sobą. Natomiast w zdrowych chromosomach podobne zjawisko nie zachodzi. W moich badaniach nad telomerami kluczowa była współpraca z Elizabeth Blackburn. Rozpocząłem ja w 1980 r. Właśnie ona zidentyfikowała, ze powtarzające się sekwencje nukleotydów w telomerach jednokomórkowych orzęsków chronią przed degradacja nie tylko ich własne DNA, ale także DNA drożdży. Zdumiewający był fakt, że jest to możliwe, mimo że chromosomy drożdży mają inną strukturę niż chromosomy orzęsek. To odkrycie sugerowało, że istnieje enzym, który dobudowuje ochronne sekwencje do zakończeń chromosomów. Wkrótce Elizabeth Blackburn i Carol Greider wyizolowały telomerazę, a ja zidentyfikowałem białko, które pełni kluczową funkcję w odbudowywaniu telomerów w komórkach drożdży. Białko to okazało się zasadniczym komponentem enzymu – telomerazy. Stało się oczywiste, że brak zdolności do dobudowywania nukleotydów w chromosomach prowadzi do skracania się telomerów, a w efekcie do śmierci komórek.

Czy to odkrycie pomogło panu w poszukiwaniach ścieżki wiodącej od prostych związków chemicznych do powstania komórek?
Tak. Odkryliśmy pierwsze ogniwo łączące ewolucję chemiczną i biologiczną. Potem dzięki technice nazywanej „selekcją in vitro" mogłem studiować ewolucję cząsteczek biologicznych, badać pierwotne funkcje komórek, takie jak zdolność katalizowania specyficznych reakcji chemicznych. Udało się także stworzyć sztuczny prototyp komórki i symulować proces jej ewolucji.

Jak wygląda taki prototyp komórki?
Składa się z dwóch głównych komponentów: genetycznego polimeru, który potrafi się sam replikować, i samoreplikującej się błony komórkowej. Genetyczny polimer przenosi informacje genetyczne w taki sposób, który pozwala zarówno na replikację, jak i na różnicowanie się. W efekcie kod genetyczny jest niejako dziedziczony i może dalej ewoluować. Taki model w określonym czasie i określonym środowisku powinien zacząć ewoluować na wzór darwinowski. Mam nadzieję, że ten eksperyment pozwoli wyjaśnić przynajmniej niektóre uniwersalne właściwości współczesnych komórek oraz dostarczy wiedzy o tym, jak prymitywne komórki zmieniały się w coraz bardziej skomplikowane. Jeśli odpowiemy na te fundamentalne pytania, będziemy mogli ruszyć dalej w badaniach biomedycznych.

O jakich korzyściach z pana odkrycia dla medycyny możemy mówić już teraz?
W moim laboratorium poszukujemy tzw. cząsteczek terapeutycznych. Polega to na tym, że wykorzystujemy zrekonstruowany mRNA, tzw. RNA informacyjny, czyli cząsteczki kwasu rybonukleinowego zawierające przepisaną z genów zakodowaną informację genetyczną o sekwencji poszczególnych polipeptydów. Udało się nam już uzyskać peptydy łączące się z białkiem o szkodliwym działaniu i blokujące je, co może pomóc m.in. w leczeniu nowotworów. Dzięki naszemu odkryciu wiemy także, że zwiększona aktywność telomerazy jest jednym z ważnych sygnałów pojawienia się komórek rakowych. Jeśli udałoby się zahamować jej działanie w komórkach nowotworowych, mielibyśmy skuteczny lek przeciwko nowotworom. Wadliwe działanie telomerazy może być także przyczyną takich chorób jak wrodzona niedokrwistość plastyczna wywołana niedostateczną produkcją komórek w szpiku.

Podobno od dawna był pan nominowany do Nagrody Nobla. Czekał pan na to czy zapomniał?
Trochę o tym myślałem. Trzy lata temu wraz z Elizabeth i Carol otrzymaliśmy za nasze odkrycie ważną Nagrodę Laskera. Kiedy więc zadzwonił telefon w dniu ogłoszenia Nagrody Nobla z medycyny i fizjologii, przebiegła mi przez głowę myśl, że to może być to. Ale nie robiłem sobie nadziei, bo wiem, że to zawsze loteria. Cieszę się jednak, że nagrodą mogłem się podzielić z dwiema innymi znakomitymi badaczkami.

Jack W. Szostak, laureat Nagrody Nobla w dziedzinie medycyny i fizjologii, opowiada „Wprost" o swoich polskich korzeniach, prototypie sztucznej komórki i telomerach, których zbadanie moze pomóc w leczeniu raka.

Okładka tygodnika WPROST: 42/2009
Więcej możesz przeczytać w 42/2009 wydaniu tygodnika „Wprost”
Zamów w prenumeracie lub w wersji elektronicznej:

Czytaj także

 1
  • inkwizytorstarszy IP
    Ja także,ale poczekam aż informacje będą dostępne za free...