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viernes, 23 de octubre de 2015

viernes, 24 de abril de 2015

Reprogramando la reprogramación

Artículo publicado por Xavier Pujol Gebellí:





La generación de una célula pluripotente a partir de otra somática es un fenómeno ya bien establecido. Eso no significa que sea ni bien conocido ni mucho menos que sea un proceso rutinario en los laboratorios especializados. Como bien señala Pia Cosma, investigadora del Centro de Regulación Genómica (CRG) de Barcelona, hay un “altísimo número” de parámetros y vías biológicas que tienen un papel determinante que aún no se conocen al detalle. Uno de ellos, en el que lleva tiempo trabajando, es cómo se reorganiza la cromatina.




Imagen de la vía molecular definida por el gen Wnt, clave en la reprogramación celular.







Cuando el británico John B. Gurdon y el japonés Shinya Yamanaka recibieron el premio Nobel de Medicina en 2012 por su aportación a la investigación en células madre, la comunidad científica y la opinión pública de todo el globo creyeron estar frente al aldabonazo definitivo que debía permitir el rápido progreso de una de las mayores promesas de la biomedicina. Seis años antes, en 2006, el científico nipón había demostrado que una célula somática, de la piel, por ejemplo, podía desprogramarse hasta alcanzar el estado de célula madre y luego reprogramarse en cualquier tipo celular, desde neuronas a cardiomiocitos pasando por otra cualquier forma. Nacían las células iPS o con pluripotencialidad inducida.


El surgimiento de las nuevas formas celulares dejaba atrás, ni que fuera parcialmente, la agria y larga polémica sobre el uso de células madre embrionarias humanas en investigación y eventuales nuevas terapias. Prácticamente diez años después del descubrimiento de las células iPS, sin embargo, y a pesar del largo camino recorrido, las investigaciones en reprogramación celular aún deben ganar en eficiencia y efectividad. Todavía no puede decirse que la promesa se haya convertido en realidad.


La investigadora Pia Cosma, profesora ICREA en el Centro de Regulación Genómica (CRG) de Barcelona, lo sabe bien. Desde su laboratorio lidera distintos proyectos que tienen como objetivo principal esclarecer alguno de los aspectos clave de la reprogramación celular y la regeneración de tejidos. Se trata de aspectos básicos, como la reorganización de la cromatina tras la fusión de una célula somática con una célula madre, pero también hay aplicabilidad en sus trabajos, alguno de ellos en fase de estudio preclínico.




Pia Cosma: «Con este descubrimiento se escribe un nuevo paradigma: es un modelo completamente nuevo para explicar cómo se organiza la cromatina e intervenir en el proceso de diferenciación celular.»



La cromatina podría definirse como el conjunto de filamentos de DNA en mayor o menor grado de condensación que se forma durante la división celular y desemboca en la formación de cromosomas. Su función principal es proporcionar la información genética necesaria para que los orgánulos celulares puedan realizar la transcripción y síntesis de proteínas. Asimismo, también conservan y transmiten la información genética contenida en el DNA, duplicando el DNA en la reproducción celular. Es, pues, uno de los elementos clave de la transmisión genética y su conocimiento resulta indispensable para el control de la reprogramación celular.


Este es, precisamente, uno de los principales focos de atención del laboratorio dirigido por Cosma. Su objetivo es demostrar que la fusión de una célula somática con una célula madre, algo que lleva tiempo consiguiéndose con células madre embrionarias, es la mejor vía para reprogramar la primera en distintas formas celulares. Mediante el uso de células iPS se daría el doble fenómeno de desdiferenciación de una célula somática para alcanzar el estado de célula madre pluripotente. El añadido de factores biológicos específicos permitiría derivarla hacia el tipo celular escogido. Dicho de otro modo, la técnica debería permitir, y de hecho así lo hace, reprogramar una célula epitelial en una neurona.


Uno de los grandes problemas, no obstante, es la baja eficiencia que hasta el momento se está logrando con esta técnica, razona la investigadora. Controlar los mecanismos que rigen la formación de cromatina y su transformación en cromosomas podría resultar esencial. Y para ello es menester disponer de un método de visualización de la potencia y la resolución pertinentes.




Diferencia de resolución obtenida gracias a STORM, el nuevo modelo informático desarrollado conjuntamente por CRG e ICFO.







Una reciente colaboración entre el equipo dirigido por Cosma en el CRG junto con el liderado por Melike Lakadamyali en el Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO), se ha traducido en una potente herramienta para el visionado de la cromatina. Mediante el uso del innovador microscopio de superresolución, una nueva técnica óptica de última generación que recibió el premio Nobel de Química en 2014, Cosma y Lakadamyali han conseguido ver por vez primera, "e incluso contar”, las unidades más pequeñas que forman nuestro genoma. Esto es, los nucleosomas, el primer nivel de organización de los cromosomas y, por tanto, de la cromatina. La repetición periódica de los nucleosomas a lo largo del genoma, define el grado de empaquetamiento o de condensación del DNA durante la división celular. Las investigadoras, a través de métodos computacionales, han definido la arquitectura del genoma a escala nanométrica y han podido ver que los nucleosomas se empaquetan en grupos irregulares a través de la cromatina.





Los métodos computacionales, explica Cosma, han permitido desarrollar un modelo informático con el que simular la cromatina y su organización, el primero de este tipo accesible para la comunidad científica. Comparando células madre y células somáticas ya diferenciadas, se han podido constatar notables diferencias en la arquitectura de la fibra de cromatina de ambas, lo cual "se correlaciona con el nivel de pluripotencia, de modo que cuanto más pluripotente es una célula, menos denso es el empaquetado de los nucleosomas”.


La explicación que da la investigadora de origen italiano es que la densidad de los nucleosomas en la cromatina de las células madre es menor para permitir la integración de factores de transcripción, polímeros y otras moléculas. "Es más plástica, lo que favorece la activación de los genes precisos”. Conociendo esta estructura, por tanto, se puede intervenir para activar o inhibir un determinado gen y, por consiguiente, dirigir la reprogramación celular en el tipo deseado. "Podría decirse que con este descubrimiento se escribe un nuevo paradigma”, enfatiza Cosma. "Es un modelo completamente nuevo para explicar cómo se organiza la cromatina” e intervenir en el proceso de diferenciación celular.




La reprogramación celular es un campo que se encuentra ahora mismo en "franca expansión”, asegura Pia Cosma. Lo achaca sobre todo al "gran impulso mediático” que recibe este prometedor ámbito de la biomedicina desde el descubrimiento de las células iPS y el posterior premio Nobel recibido. Sin embargo, y como bien recuerda, las investigaciones y los primeros éxitos conseguidos se remontan a la década de los años sesenta del siglo pasado. "Es un campo de moda para la opinión pública de todo el mundo.”




Dinámica de la proteína Nanog en el proceso de reporgrmación celular.








Y así es en efecto, al menos en el último decenio. Hay razones para ello. De entrada, la reprogramación celular y todo cuanto rodea a la investigación en células madre lleva implícito un debate ético aún no superado. Por otro lado, no deja de ser la antesala de otro campo que explosionará en los próximos años, el de la regeneración de tejidos. O lo que es lo mismo, una de las grandes promesas de la medicina del futuro, regenerar un corazón dañado, o un cerebro o una médula espinal. Nadie puede asegurar con certeza cómo y cuándo sucederá. Pero tarde diez o veinte años en hacerse realidad, lo que sí es seguro es que moverá ingentes cantidades de dinero. La única opción es estar bien posicionado para cuando llegue el momento.


Mientras, y casi como siempre ocurre en ciencia, de lo que se trata es de ir dando pasos desde el mundo académico y asegurar la protección de la propiedad intelectual pertinente. Lo han hecho Pia Cosma y su colega Melike Lakadamialy para sus respectivos centros con su nuevo modelo informático. Si se cumple su sueño, serán partícipes con beneficios económicos para CRG e ICFO, y eventualmente de alguna empresa del sector farmacéutico o biotecnológico, de la medicina del futuro que ya se escribe en presente.













miércoles, 21 de enero de 2015

Un pez cebra transparente y un truco genético permiten conocer a fondo la hematopoyesis

Fuente: http://www.tendencias21.net/Primeras-imagenes-de-celulas-fabricando-sangre_a39395.html



Por primera vez, se ha registrado la generación de sangre a nivel celular, en un pez cebra transparente. Las imágenes revelan un proceso extremadamente dinámico, cuyos pasos, en un futuro, podrían inducirse artificialmente para curar así ciertos trastornos sanguíneos. 



Célula madre sanguínea arraigando en un nicho para producir sangre.






Se calcula que un humano adulto tiene en su cuerpo entre 4,5 y 6 litros de sangre, lo que representa el 7% de su peso. Esta sangre es fabricada mediante un proceso denominado hematopoyesis, que se desarrolla fundamentalmente en la médula ósea. En él se forman los llamados “elementos formes” -o sólidos- de la sangre (el resto lo compone el plasma sanguíneo): los eritrocitos, los leucocitos y las plaquetas. 


Las responsables de la fabricación de esa sangre son, además, un tipo de células madre, conocidas como células madre hematopoyéticas multipotentes. Científicos del Hospital Infantil de Boston (EEUU) han conseguido ahora, por vez primera, visualizar a dichas células en plena acción. 


Los investigadores usaron un pez cebra transparente; un truco genético con el que se marcó a las células madre sanguíneas de verde; y una técnica avanzada de imagen (microscopía electrónica y confocal) para obtener esta primera visión directa de cómo dichas células arraigan en el cuerpo para generar sangre. Las imágenes obtenidas han revelado un proceso sorprendentemente dinámico, informa el Hospital de Boston en un comunicado.




Ya se sabía que, durante el desarrollo, las células madre sanguíneas surgen en la aorta, el vaso sanguíneo más importante en el embrión. A continuación, estas células circulan por el cuerpo hasta que encuentran un "nicho" en el que se preparan para generar sangre. 


Las imágenes obtenidas muestran cómo, al alcanzar esos nichos (en el pez cebra están en la cola), las células madre sanguíneas de peces recién nacidos se adhieren a las paredes de los vasos sanguíneos. Allí, una serie de señales químicas incitan a las células a apretarse contra la pared de los vasos para situarse en un espacio situado justo fuera de éstos. 


En dicho espacio, una gran cantidad de células comienzan a envolver a las células madre sanguíneas, como el cuerpo de una madre al feto. Cuando las células madre están así “abrazadas”, dentro del estroma o matriz celular formado, se agarran a él con estructuras similares a ganchos. 


Por último, con el tiempo, las células madre sanguíneas comienzan a dividirse. Las “hijas” dejan entonces el nicho mientras la madre se queda. Pero, al final, todas las células madre salen para colonizar el sitio en que, en adelante, producirán más sangre (en el pez cebra es el riñón).




El procedimiento de registro de imágenes se aplicó también en ratones, lo que ha permitido encontrar evidencias de que las células madre de la sangre de los mamíferos pasan por un proceso muy parecido. Esto hace probable que en los seres humanos suceda del mismo modo. 


De ser así, esta primera visión directa de la fabricación de la sangre a nivel celular podría proporcionar una serie de pasos para orientar (artificialmente) la generación de sangre, afirman los investigadores. En teoría, “ahora podemos buscar fármacos que afecten a cada paso de este proceso”. 


Por tanto, el avance ofrece varias pistas sobre cómo mejorar los trasplantes de médula ósea en pacientes con cáncer, así como sobre cómo tratar las inmunodeficiencias graves o los trastornos sanguíneos. 




Desde el punto de vista médico, también han sido importantes otros descubrimientos recientes sobre la sangre, en este caso porque podrían impulsar el desarrollo de productos celulares sanguíneos para terapias de reemplazo celular. 


A mediados de 2014, investigadores de la Universidad de Wisconsin-Madison lograron determinar cómo la naturaleza genera productos precursores de la sangre en las primeras etapas de desarrollo. 


En concreto, descubrieron dos programas genéticos que hacían posible la reprogramación de células madre indiferenciadas (susceptibles de convertirse en cualquier tipo de célula) para transformarlas en células madre hematopoyéticas. 


En 2013, además, un equipo de científicos de la Escuela Icahn de Medicina de Nueva York consiguió producir células muy parecidas a las células madre hematopoyéticas, a través de la transferencia de cuatro genes al interior de fibroblastos de ratón.










Referencia bibliográfica: 

Leonard I. Zon et al. Hematopoietic Stem Cell Arrival Triggers Dynamic Remodeling of the Perivascular Niche. Cell(2015). DOI: 10.1016/j.cell.2014.12.032.

viernes, 16 de enero de 2015

Live imaging captures how blood stem cells take root in the body

Fuente: http://www.eurekalert.org/pub_releases/2015-01/bch-lic011215.php


Step-by-step observations will help scientists enhance bone marrow transplants.



THIS IMAGE CAPTURES A BLOOD STEM CELL EN ROUTE TO TAKING ROOT IN A ZEBRAFISH.







A see-through zebrafish and enhanced imaging provide the first direct glimpse of how blood stem cells take root in the body to generate blood. Reporting online in the journal Cell, researchers in Boston Children's Hospital's Stem Cell Research Program describe a surprisingly dynamic system that offers several clues for improving bone marrow transplants in patients with cancer, severe immune deficiencies and blood disorders, and for helping those transplants "take."


The steps are detailed in an animation narrated by senior investigator Leonard Zon, MD, director of the Stem Cell Research Program. The Cell version offers a more technical explanation.


"The same process occurs during a bone marrow transplant as occurs in the body naturally," says Zon. "Our direct visualization gives us a series of steps to target, and in theory we can look for drugs that affect every step of that process."


"Stem cell and bone marrow transplants are still very much a black box--cells are introduced into a patient and later on we can measure recovery of their blood system, but what happens in between can't be seen," says Owen Tamplin, PhD, the paper's co-first author. "Now we have a system where we can actually watch that middle step. "




It had already been known that blood stem cells bud off from cells in the aorta, then circulate in the body until they find a "niche" where they're prepped for their future job creating blood for the body. For the first time, the researchers reveal how this niche forms, using time-lapse imaging of naturally transparent zebrafish embryos and a genetic trick that tagged the stem cells green.


On arrival in its niche (in the zebrafish, this is in the tail), the newborn blood stem cell attaches itself to the blood vessel wall. There, chemical signals prompt it to squeeze itself through the wall and into a space just outside the blood vessel.


"In that space, a lot of cells begin to interact with it," says Zon. Nearby endothelial (blood-vessel) cells wrap themselves around it: "We think that is the beginning of making a stem cell happy in its niche, like a mother cuddling a baby."


As the stem cell is being "cuddled," it's brought into contact with a nearby stromal or "nurse" cell that helps keep it attached. The stem cell hooks onto the nurse cell tightly, in a process Zon likens to early "attachment" of an infant to its mother.


The "cuddling" was reconstructed from confocal and electron microscopy images of the zebrafish taken during this stage. Through a series of image slices, the researchers were able to reassemble the whole 3D structure--stem cell, cuddling endothelial cells, and stromal cells.


"Nobody's ever visualized live how a stem cell interacts with its niche," says Zon. "This is the first time we get a very high-resolution view of the process."


Eventually, the cuddled stem cell begins dividing. One daughter cell leaves the niche while the other stays. Eventually, all the stem cells leave and begin colonizing their future site of blood production (in fish, this is in the kidney).


Further imaging done in mice found evidence that blood stem cells go through much the same process in mammals, which makes it likely in humans too. In humans, blood stem cells set up permanent residence in the bone marrow.


These detailed observations are already informing the Zon Lab's attempt to improve bone marrow transplantation. By doing a chemical screen in large numbers of zebrafish embryos, the researchers found that the compound lycorine promotes interaction between the blood stem cell and its niche, leading to greater numbers of blood stem cells in the adult fish.





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The lay version of the video can be viewed here. The more technical Cell version can be viewed here.


The study was funded by the Howard Hughes Medical Institute, the National Institutes of Health (grants R01 HL04880, 5P30 DK49216, 5R01 DK53298, 5U01 HL10001-05, R24 DK092760 and R01 HL091724), the American Society of Hematology, the Canadian Institutes of Health Research and the Heart and Stroke Foundation of Canada.


Ellen Durand, PhD, in the Zon Laboratory was co-first author on the study. Additional authors were Logan Carr, Elliott Hagedorn, PhD, and Pulin Lee, PhD, of Boston Children's; Sarah Childs, PhD, of the University of Calgary; and Amanda Yzaguirre and Nancy Speck, PhD, of the University of Pennsylvania.


Boston Children's Hospital is home to the world's largest research enterprise based at a pediatric medical center, where its discoveries have benefited both children and adults since 1869. More than 1,100 scientists, including seven members of the National Academy of Sciences, 14 members of the Institute of Medicine and 14 members of the Howard Hughes Medical Institute comprise Boston Children's research community. Founded as a 20-bed hospital for children, Boston Children's today is a 395-bed comprehensive center for pediatric and adolescent health care. Boston Children's is also the primary pediatric teaching affiliate of Harvard Medical School. For more information about research and clinical innovation at Boston Children's, visit: http://vectorblog.org. Join the social discussion and tweet us @BostonChildrens @BCH_Innovation. Follow Boston Children's on Facebook: http://on.bchil.org/1mJ9fxf. Follow Boston Children's on YouTube: http://on.bchil.org/1oJib5B.


jueves, 15 de enero de 2015

Medicina regenerativa y células madre, protagonistas del programa "Para Todos La 2"

Fuente: http://www.ciber-bbn.es/es/c-noticias/737-medicina-regenerativa-y-celulas-madre-protagonistas-del-programa-para-todos-la-2









El pasado lunes, Ángel Raya participó en el programa de televisión Para Todos La 2, un espacio donde se profundizó en la actualidad de la investigación con células madre.


El director del CMRB e investigador del CIBER-BBN explicó en el programa el funcionamiento y los diferentes tipos de células madre con las que se ha venido investigando en Medicina Regenerativa, así como algunos ejemplos de proyectos que se están llevando a cabo en su centro. Raya destacó uno de las investigaciones con mayor potencial, en colaboración con el laboratorio del Dr. Juan Bueren (CIEMAT-CIBERER), sobre la anemia de Fanconi. Según apuntó el investigador “en las enfermedades de causa genética, al trasplantar las células del propio paciente, éstas vuelven a enfermar, así que se trata de corregir la mutación de las células en el laboratorio y obtener así células sanas para trasplantar al paciente”.


Otra de las líneas de investigación del CMRB que destacó el investigador en el programa es la posibilidad de regenerar las células del corazón. Ángel Raya explicó cómo muchas enfermedades acaban con una pérdida de músculo en el corazón que le impide bombear correctamente y señaló que “lo que se estudia en este caso es cómo generar nuevas células de músculo para que, recuperando esos tejidos, se potencie el mecanismo de bomba en el corazón”.




domingo, 8 de diciembre de 2013

LAS CÉLULAS MADRE EN TVE: CRÓNICAS - UNA MÉDULA, DOS VIDAS

Fuente: http://www.rtve.es/alacarta/videos/cronicas/cronicas-medula-2-vidas/2161434/

Cada año se diagnostican en España 5.000 nuevos casos de leucemia. El trasplante de médula ósea, es decir, de células madre sanguíneas es, en muchos casos, su única esperanza de curación. Las probabilidades de tener un hermano compatible son sólo del 25%. Para el resto, la Fundación Carreras, a través del Registro Español de Donantes de Médula Ósea (REDMO), encuentra donante al 65% de los enfermos que lo necesitan. Gracias a los avances en la investigación de la leucemia, los índices de supervivencia en niños alcanzan el 80% y el 50% en adultos.


domingo, 1 de diciembre de 2013

El trasplante haploidéntico, alternativa en los trasplantes de médula ósea

Fuente: http://www.rtve.es/alacarta/videos/telediario/desarrollada-nueva-tecnica-para-realizacion-trasplantes-medula-osea/2161113/


La complejidad que existe para encontrar donantes de médula osea no impide que se hagan trasplantes todos los días, unos 60.000 al año en todo el mundo; hay pacientes a los que no se les encuentra el donante ideal, 100% compatible. Para ellos, una nueva técnica permite realizar el trasplante de un donante que sólo es la mitad de compatible con el enfermo. Es un tipo de trasplante que se realiza sobre todo en niños.




sábado, 16 de noviembre de 2013

LAS CÉLULAS MADRE EN EL CANAL ODISEA

Documental "Células madre, territorio desconocido".


Células madre y artrosis

Científicos de las Universidades de Granada, Jaén y Málaga investigan tratamientos para la osteoartrosis. Pretenden regenerar el cartílago de las articulaciones con células madre.




martes, 23 de julio de 2013

"Vivir las células madre" - José Francisco Tomás, director Médico de MD Anderson Cancer Center

José Francisco Tomás, director Médico de MD Anderson Cancer Center y y jefe del Servicio de Hematología nos habla en esta entrevista sobre la identidad de criopreservar tejidos como médula ósea, sangre del cordón umbilical o tejido adiposo como medida preventiva. Asimismo, enumera importantes estudios que están avanzando en la aplicación de nuevas terapias celulares.



"Vivir las células madre": José Antonio López, científico e investigador

El Profesor Titular de Microbiología en el Departamento de Biología Molecular de la Universidad Autónoma de Madrid y director del Departamento de Cultura Científica del Centro de Biología Molecular Severo Ochoa participa en esta serie de entrevistas que tiene como finalidad divulgar y acercar al espectador la biomedicina y las terapias con células madre.



domingo, 14 de julio de 2013

Células madre, células iPS y el futuro de la medicina

The Future of iPS Cells, Shinya Yamanaka & Ian Wilmut in Discussion:







Stem Cells and the Future of Medicine - Research on Aging

Lawrence Goldstein, Distinguished Professor in the Department of Cellular and Molecular Medicine and the Department of Neurosciences at UCSD School of Medicine, as well as the Director of the UCSD Stem Cell Program, discusses the basic principles of stem cells. He examines the promise they offer and how they can be safely and effectively employed.








Stem Cells: Growing New Parts

Drs. Jason Pomerantz and Mahesh Mankani discuss the use of stem cells to optimize tissue repair and correct deformities associated with development, trauma or disease.








Stem Cells: The Hope The Hype and the Science

Stem cells have the potential to transform the way scientists study human diseases, the way drug companies discover and test new drugs, and the way physicians treat their patients. Join Dr. Arnold Kriegstein, professor of neurology and director of the Eli and Edythe Broad Center of Regeneration Medicine and Stem Cell Research at UCSF as he dispels the hype and explains the science that is at work.

Interviews with Sir John B. Gurdon

Fuente: http://news.usc.edu/#!/article/51529/interview-with-sir-john-gurdon/


USC PhD student Madeline Andrews interviews Sir John Gurdon at the Eli and Edythe Broad Center for Regenerative Medicine and Stem Cell Research. (USC Photo/Steve Cohn)



Sir John Gurdon, a Nobel Prize-winning biologist whose experiments in the field of cloning laid the foundation for modern stem cell research, visited USC on May 16 to present a public lecture on the Health Sciences Campus. Following the “Nuclear Transplantation to Prospects for Cell Replacement” lecture, the USC honorary degree recipient sat down for an in-depth interview with Madeline Andrews, a PhD student conducting stem cell research.



Madeline Andrews: When did you become interested in science?

John Gurdon: I had a very checkered background in a sense that at my time in school, there was no science until the age of 15. When I did one term or semester of that, they said, “This is absolutely not your subject.” So, I was removed from science completely for the next few years and started ancient Greek and Latin. Later, my parents could see my actual interest was in biological things. So, I had to get back into it, having given it up first. That was rather complicated, but it did work out.



MA: Who are your scientific heroes?

JG: One such person is Max Perutz, who was the head of the MRC [Medical Research Council] molecular biology lab in Cambridge, [Mass.,] for many years. I think you might say it’s the most successful research lab there’s ever been. It wasn’t a very large lab, but they, I think, accumulated 17 Nobel Prizes. That’s more than most countries. He was the mastermind behind that, and he got his Nobel Prize for working out the X-ray crystallographic structure of hemoglobin.



MA: What initially sparked your interest in nuclear reprogramming and animal cloning?

JG: That’s because my eventual supervisor offered to have me be a graduate student with him. I was struggling to find anyone to let me be a PhD student with them. I was rejected for entomology, which I was quite interested in.

My eventual supervisor asked if I’d be interested, and he put me on a rather routine project for about three months. Then he said, “Have you thought about taking an interest in this nuclear transplantation work?”

I said, “Oh, that sounds very interesting.” It then started working. That was, of course, the critical thing.



MA: What made you continue the nuclear transfer experiments in light of what Robert Briggs and Thomas King published — that they believed it is impossible to produce a clone from the nucleus of an adult cell?

JG: They’d published a paper, and it was a very nice paper. There were two possibilities at that point. Either what they said is correct, in which case, the next question is, why is it that a somatic nucleus [the nucleus of an adult, differentiated cell, such as skin or intestine] cannot generate normal embryo development?

If they weren’t correct, then you have a whole field in front of you as to what is correct. It was a strong incentive to go on.



MA: After you had successfully transferred a somatic nucleus, did you have any kind of disbelief at what you were seeing because how contradictory your result had been?

JG: First thing, you say is, am I wrong? You have to consider that. The main likelihood of being wrong is that, when you inject a nucleus into an enucleated egg, the enucleation has not worked. So, all you’re really doing is activating the egg’s own chromosomes to develop. That would be the most obvious artifact.

But then, we had this amazing nuclear marker, which seemed to rule that out. That meant it probably was right. If you get a result that questions what everyone else thinks, there’s a very strong incentive to pursue that and see what is the right answer.



MA: How can our current understanding of nuclear reprogramming be applied clinically?

JG: If you regard nuclear programming as being the resetting or rejuvenation of an adult cell or nucleus back to the beginning of life, then it means that you can make any kind of cell out of any other kind of cell. The clinical application would be that if you want to replace some part of the body, which is — either through age or disease — not functioning properly, a very good way to do it would appear to be to take something accessible like skin or blood and make new heart or brain or eye out of that.

In the talk I gave this morning, I was quoting the case of the eye. That’s because many older people suffer this age-related macular degeneration by which the central vision gets clouded. You can only see the periphery. Then, eventually, that goes too. So, you have no vision. If someone has lost their vision, it would make an immense difference to their life to regain some of it, as you can imagine.



MA: What is the most difficult intellectual challenge that you’ve had during your career, something that you struggled with, that you had a hard time understanding?

JG: For a long time, I’ve had difficulty understanding how transcription factors might work to activate a gene. For example, a gene-specific transcription factor means the kind of protein that sits on a gene and enables it to be functional, to make transcripts. We know some examples of those, one being MyoD. It’s a muscle-inducing factor.

MyoD molecules, proteins, in the cell have to find their downstream genes, that’s to say, the genes that those factors work on. You might imagine when they find such a gene, they sit there long enough to make the gene transcribe. But you have to remember that most transcription factors recognize only about 10 nucleotides — quite short. And for every 10 nucleotides that they recognize, there may be many others in the genome.

A transcription factor will bind tightly to its own designated sequence. It also binds less tightly to every other sequence. There’s a hundred million excess of the wrong DNA. So, most of the time, this molecule like MyoD will be sitting on the wrong piece of DNA. How does it ever find the right DNA? We don’t really understand how that works.



MA: Do you have any advice for young scientists [and] current students who are struggling with their own research?

JG: My own background is that I was extremely unsuccessful early on. Everything went wrong. And so, one piece of advice would be: Don’t give up too early.



MA: What would you consider your biggest accomplishment?

JG: I think, to a large extent, when you do your experiments in the lab, you have to have luck. I’ve been extremely lucky and things that needed to work did actually work.

So, you might say, which experiment do I most like? Certainly getting normal adult animals out of an intestine nucleus has to rank very high, but the other one was injecting messenger RNA into an egg.

We take that for granted now that that works, but at the time, it was extremely unlikely to work because the egg is full of ribonuclease, the enzyme that destroys messenger RNA. If I’d gone for a grant and said I wanted to try injecting messenger RNA, they’d have said it couldn’t possibly work. Luckily, I didn’t need to apply for a grant. And amazingly, it worked incredibly well.

The idea seems to be that an egg is full of ribonuclease if you grind it up, but if you inject something carefully into the egg, it’s not that different from a sperm entering an egg. It doesn’t break these particles in the egg, which contain the ribonuclease. That wasn’t predictable, and it did work astonishingly well. So, I always regard that as one of the most amazing experiments I’ve had that worked.



MA: You were saying earlier that you still do lab work. What experiments do you like doing in the lab still?

JG: I still do the injection experiments, injecting things into eggs or oocytes. That is the one I specialize in. In fact, my colleagues usually ask me to do theirs if they can. I’ve done so much, I like to think I’m reasonably good at it.



MA: What are your hopes for the next generation of scientists? What are the big questions that you anticipate will be answered?

JG: In the field where I work, I think cell replacement is surely going to work in some cases. Perhaps it’ll work in many others too, as we find ways of doing things better.

In the talk I gave this morning, I mentioned that when you have beating cardiomyocytes [heart muscle cells], they don’t integrate properly into the heart. I’m sure that will be soluble, and that will make a big difference. So, when you have cells or tissues working well in the laboratory, you can then transplant them into a host and even the brain. That would be fantastic if one could do that.



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October 2012 interview: In this video interview with John Gurdon, who was awarded the Nobel Prize in Physiology or Medicine on 8th October, he talks about the research that revolutionised a field, his hopes for the future, and that now legendary school report.