Джон Бертран Гёрдон

Краткая биография

Жизнь и работа

Почему нейрон, клетка кожи и клетка кишечника настолько различаются, если они произошли из одной оплодотворённой яйцеклетки? В первой половине XX века не было ясно, сохраняет ли специализированная клетка полный набор генетической информации или по мере развития необратимо теряет часть генов, которые ей больше не нужны. Эксперименты Джона Бертрана Гёрдона дали один из самых убедительных ответов на этот фундаментальный вопрос биологии.

Гёрдон родился 2 октября 1933 года в Диппенхолле на юге Англии. В школе его способности к биологии оценивали крайне низко, и первоначально он поступил в Оксфордский университет с намерением изучать гуманитарные дисциплины. Однако впоследствии перешёл к зоологии и начал исследовательскую работу под руководством эмбриолога Михала Фишберга. Его особенно заинтересовали эксперименты по пересадке клеточных ядер, позволявшие непосредственно проверить, как изменяется генетический потенциал ядра в ходе развития организма.

Метод основывался на необычной процедуре. Ядро яйцеклетки лягушки удаляли или разрушали, а вместо него вводили ядро другой клетки. Если пересаженное ядро сохраняло необходимую генетическую информацию, цитоплазма яйцеклетки могла заставить его вновь управлять программой эмбрионального развития. До работ Гёрдона Роберт Бриггс и Томас Кинг успешно переносили ядра клеток ранних эмбрионов лягушек, но результаты с более дифференцированными клетками были значительно хуже. Это поддерживало предположение, что специализация клетки может сопровождаться необратимой потерей или выключением части генетического материала.

Гёрдон использовал шпорцевую лягушку Xenopus laevis и постепенно переходил к ядрам всё более специализированных клеток. В наиболее известных экспериментах он пересаживал ядра дифференцированных клеток кишечного эпителия головастиков в яйцеклетки, собственные ядра которых были удалены. Большинство таких яйцеклеток не развивались нормально, но некоторые давали нормальных плавающих головастиков. В работе 1962 года Гёрдон показал, что ядро клетки, уже выполнявшей специализированную функцию в кишечнике, всё ещё содержит информацию, необходимую для образования множества других типов клеток организма.

Результат менял представление о клеточной дифференцировке. Специализированная клетка становится клеткой кишечника, мышцы или нервной системы не потому, что физически избавляется от большинства ненужных генов. В основном меняется то, какие участки одного и того же генома активны и какие подавлены. Таким образом, клеточная идентичность определяется не только последовательностью ДНК, но и регулируемым состоянием генома. Эта идея позднее стала одной из основ современной молекулярной биологии развития и эпигенетики.

Не менее важным был второй вывод. Ядро дифференцированной клетки можно вернуть в состояние, в котором оно вновь способно управлять ранним развитием. Значит, специализированное состояние не обязательно необратимо. Цитоплазма яйцеклетки содержит факторы, способные перестроить программу работы пересаженного ядра — процесс, который позднее стали называть ядерным перепрограммированием. Исследования Гёрдона положили начало поиску молекулярных механизмов, способных стирать или перестраивать клеточную память.

Эта экспериментальная линия получила продолжение далеко за пределами исследований амфибий. Перенос ядер соматических клеток позднее позволил клонировать млекопитающих, включая овцу Долли. В 2006 году Синъя Яманака показал, что клеточное состояние можно изменить другим способом: введение небольшого набора факторов транскрипции способно превратить дифференцированные клетки млекопитающих в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки. Две работы, разделённые десятилетиями, продемонстрировали общий принцип — специализация клетки может быть обращена вспять.

В 2012 году Гёрдон и Яманака разделили Нобелевскую премию по физиологии или медицине за открытие того, что зрелые клетки могут быть перепрограммированы в плюрипотентное состояние. Гёрдон продолжал исследовать молекулярные механизмы ядерного перепрограммирования в Кембридже; институт, одним из основателей которого он был, позднее получил его имя. Он умер 7 октября 2025 года в возрасте 92 лет. Его эксперименты оставили после себя один из центральных вопросов современной биологии: если клетки организма содержат практически одинаковый геном, какие механизмы заставляют каждую из них сохранять свою идентичность — и насколько обратимой может быть эта идентичность?