פירוק מחסומים במדע בעזרת מדוזה: שאלה ותשובה עם מרטין צ'אלפי

2023 מְחַבֵּר: Peter Bradberry | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-05-21 22:33

חתן פרס נובל שזכה לאחרונה מתאר את שרשרת האירועים הגורלית שמציבה אור חלבון פלואורסצנטי ירוק (GFP), כולל תפנית הכוכבים שלו בעיתון מגדלי התולעים.

ב -8 באוקטובר קיבל מרטין צ'אלפי, יו"ר המחלקה למדעים ביולוגיים באוניברסיטת קולומביה, את השיחה שכל מדען רוצה לקבל - רק שהוא ישן דרכה. קרן נובל התקשרה אליו בסביבות השעה 6 בבוקר. (בניו יורק) להודיע לו שהם העניקו לו זה עתה, יחד עם אוסאמו שימומורה ורוג'ר ציין, את פרס נובל לכימיה השנה על עבודתם על חלבון פלואורסצנטי ירוק (GFP). כמה דקות לאחר שהטלפון הפסיק לצלצל, חלפי נכנס לאתר האינטרנט של קרן נובל כדי לראות את מי הם כיבדו השנה, רק כדי למצוא את עצמו במעגל הזוכה בכלי שעזר לפתח כדי לאפשר למדענים להאיר ולחקור תאים חיים זמן אמת.

התיישבנו עם חלפי במשרדו בקמפוס קולומביה כדי לדון בנובל, ב- GFP ובמחקריו האחרים.

[תמליל עריכה של הראיון בהמשך.].

אני יודע שסיפרת את סיפור מה שקרה בבוקר הכרזת נובל כבר פעמים רבות, אבל רציתי לשמוע את זה שוב. לא ציפית לשיחה?

לא, לא ציפיתי לזה. אני חושב שאנשים תוהים אם יקראו להם. מכיוון שאני יושב ראש המחלקה לביולוגיה, וזה משהו שנעשה בו שימוש רב בביולוגיה, הייתה איזו שאלה אם זה היה פרס כימיה. אתה לא צופה את זה, אבל כן תוהה. אוקטובר מסתובב, אתה מתחיל לתהות לגבי הדברים האלה. התברר כי כמה ימים לפני שבדקתי כמה הודעות בטלפון הביתי שלנו, שלא נמצא בחדר השינה שלנו אלא במטבח. בטח לחצתי על כפתור [כי] פתאום הייתה לנו טבעת אחרת, וזו הייתה טבעת הרבה יותר חלשה מהרגיל. חשבתי, "אני באמת צריך לשנות את זה בחזרה לטבעת הישנה." אני יודע שכשהם מכריזים על הדברים האלה הם מתקשרים לאנשים בחמש בבוקר. כשקמתי [ב- 8 באוקטובר], הסתכלתי בשעון שלי והיה השעה 10 אחרי שש. כמו שאמרתי קודם, רציתי לראות מיהו ה"שנוק "שזכה בפרס. פתחתי את המחשב הנייד ובדקתי באינטרנט וראיתי את שמי. אמרתי לאשתי, "אני חושב שזה קרה." התברר לי שהוא השנוק.

האם יש אינדיקציה מבעוד מועד שאתה נחשב מאוד לפרס?

לא, זה סודי לחלוטין ולא ידוע; אני יכול להעיד על כך. היו לי חברים ועמיתים שאומרים "אולי השנה", ואם הם אומרים לך מספיק, אתה מתחיל לחשוב שזה אולי נכון. יום לפני [ההכרזה השנה] קיבלתי למעשה דואר אלקטרוני מ [סטודנט בסין] שעבד על [Caenorhabditis elegans] שרצה עותק מהמאמר שלי [העיתון מ- GFP משנת 1994 שהופיע על הכריכה של המדע]. בדואר האלקטרוני שלו, הוא אמר, "כמה מאיתנו דנו מי יזכה מחר בפרס הכימיה, ואנחנו חושבים שזה צריך להגיע לשימומורה וציין." וזהו. שלחתי לו PDF של המאמר ואמרתי תודה ואמרתי לו אולי עליהם לשקול גם את דאגלס פרשר. אז אולי היה לו איזשהו קו פנימי, או אולי הוא פשוט היה מלא תקווה. [צוחק] אין שום מושג שהדברים האלה הולכים לקרות, זה קצת כמו לקרוא עלי תה.

שמעת לראשונה על GFP במהלך הרצאת נוירוביולוגיה שהעביר פול ברהם (לשעבר חוקר אוניברסיטת טאפטס באוניברסיטת סוני סטוני ברוק) באוניברסיטת קולומביה בשנת 1989. האם הלכת להרצאה זו מתוך מחשבה שתגלה כלי שתוכל להשתמש בעבודתך C. elegans?

בהחלט לא. פול הוזמן מטוף לשוחח איתנו. הלכתי לסמינר ולא ציפיתי לשמוע שום דבר על זה. למען האמת, אני לא זוכר שום דבר אחר על הסמינר שלו כיוון שכל כך התרגשתי מהאפשרות לעשות את הניסוי הזה. מכיוון שחשבתי על בעלי חיים שקופים כ 12 שנים לפני כן … התרגשתי מאוד מהאפשרות שנוכל להשתמש בזה ב- C. elegans.

זה מצחיק את התפקיד שהגורל מילא בגילוי ופיתוח של GFP. אם משהו בדרך היה שונה, מי יודע מה היה קורה?

בהחלט, זה לא מכוון. אז הצלחנו להראות שזה ריאגנט שיכול לשמש ברבים אם לא בכל האורגניזמים. כל שעליך לעשות הוא להאיר אור על התא ותקבל אור של צבע אחר בחזרה. כעת הייתה לנו סוף סוף דרך דינמית להסתכל על ביטוי גנים, על לוקליזציה של חלבונים. יכולנו לצפות בדברים בזמן אמת בתאים חיים באורגניזמים, וזה, לדעתי, היתרון האמיתי של GFP.

אוסאמו שימומורה מצא את החלבון, בלי עבודתו לא יהיה כלום. דאגלס פראשר שיבט אותו, שוב בלי עבודה זו העבודה לא קרתה. [כלפי והחוקרים במעבדתו] הצליחו להראות שניתן להשתמש בה בהרבה הקשרים ביולוגיים שונים כסמן, וזה פתח את שערי המבול לאנשים לנסות להשתמש בו. ורוג'ר שיפר אותו מאוד … כך שהוא יכול היה להיות מעשי במצבים רבים.

פגשת את ד"ר שימומורה וד"ר ציין? כיצד התבססה עבודתך על תגליתו הראשונית של ד"ר שימומורה את ה- GFP [ממדוזות Aequorea victoria]?

פגשתי את שניהם. מעולם לא שיתפנו פעולה בשום דבר מכיוון ש [תגליותינו] הגיעו בזמנים שונים ובחלקים שונים של הסיפור. אוסאמו שימומורה היה האדם שגילה את החלבון הפלואורסצנטי הירוק בתחילת שנות השישים. השלב הבא בהתפתחות מבחינת המעורבות שלי הוא ששמעתי על כך ונפגשתי עם דוגלאס פרשר [באותה תקופה עבדתי במכון האוקיאנוגרפי של וודס הול ב מסצ'וסטס].

שופכת זאת לראשונה במאמרך בפברואר 1994 שפורסם ב- Science?

יש למעשה פרסום קודם, לא רשמי, עלון שיצא לכל החוקרים בתחום. עלון זה, מגזין מגדלי התולעים, היה המקום בו סיפרת לאנשים דברים שהם עשויים להתעניין בהם לפני [פרסום המחקר]. אז מהדורת 'מגדלי התולעים' באוקטובר 1993 הייתה ההודעה הכללית הראשונה לאנשים שיש לנו את זה, והצענו כמה הצעות כיצד ניתן להשתמש בתולעים.

אתה ועמיתיך זכית בפרס נובל השנה על כלי שיצרת לאורך זמן וזה גרם לי לחשוב על הפתגם הישן ההוא, "תן לאיש דג, הוא יאכל יום. תלמד אותו איך לדוג ואתה תאכיל אותו לכל החיים. " האם זה מה שעשית עם GFP?

אני מסכים, זה מאוד ככה. שאלתי את עצמי, כמו שכמה מחבריי בדואר אלקטרוני אלי, מדוע יו"ר מחלקה לביולוגיה זוכה לפתע בפרס בכימיה. אני חושב שזה אומר כמה דברים. קודם כל, זהו למעשה פרס למולקולה; וזה די מתאים לתת פרס כימיה למולקולה. זו מולקולה די מדהימה שיש לה מספר לא מבוטל של שימושים. רוב השימושים הללו היו בכימיה. אני כן רואה את הפרס הזה כפרס ה- GFP, ולמקרה אני אחד האנשים שמשתתפים בנסיעה. יש גם היבט שמונחים אלה שיש לנו של "כימיה" ו"ביולוגיה "או" פיסיקה "ו"מדעי המחשב" מציבים לפעמים גבולות מיותרים או חסמים בפני חוקרים העובדים בפועל בגבולות הדברים האלה. אני לוקח את [הפרס] כסימן לכך שהמחסומים האלה צריכים לרדת קצת.

אם נחזור לתגובתך על היותו של GFP כלי, הדבר הנוסף שאני אוהב בפרס זה הוא שמדובר בפרס על עבודה שהיא מחקר בסיסי ויסודי. אני רואה בכך הקמת המון מחקרים בסיסיים לשאילת שאלות רבות, חלקן קשורות לתכונות ביולוגיות בסיסיות, חלקן קשורות למחלות, אך כעת יש להן כלי חדש שיעשה זאת.

זה די מורשת. ובכל זאת, GFP אינו הכיוון העיקרי של המחקר שלך. מהו המוקד העיקרי של עבודתך?

מה שאני בעיקר זה נוירוגנטיקאי, אני משתמש בגנטיקה כדי ללמוד בעיות בתחום הנוירוביולוגיה. הבעיה היחידה שאני לומד בעיקר … הבנת חוש המישוש. אנו יודעים אילו מולקולות דרושות כדי לחוש אור - מה הופך את האות המגלה אור לאות חשמלי. אנו יודעים כיצד מגלים ריחות. אך יש לנו מספר עצום של חושים שעבורם אנו יודעים מהו האות, אך איננו יודעים מהו המקלט. איננו יודעים כיצד תאים ממירים את האות הזה לאות חשמלי שאומר "אה, זה קורה.".

קראתי על מענק שאתה מכין. האם זה קשור לפיתוח שלך או לשימוש ב- GFP?

לא, זה מענק המתייחס להתפתחות ותפקודם של תאי חישה, ואני הולך לברר אם אוכל להשיג הרחבה. [צוחק].