czwartek, 9 lutego 2017

Embriologia eksperymentalna i jej polski twórca - profesor Andrzej Tarkowski

W zeszłym roku z tego świata odszedł wybitny polski naukowiec, jeden z najważniejszych embriologów w historii, a także jeden z najszerzej znanych i zasłużonych polskich biologów. We wrześniu 2016 informowałem na fanpage o śmierci profesora Andrzeja Tarkowskiego, teraz chciałem poświęcić mu wpis na blogu. Warto wspomnieć kilka słów zarówno o nim, jak i jego niezwykle ważnych, fundamentalnych badaniach z zakresu embriologii eksperymentalnej.


Profesor Tarkowski wywodził się z Uniwersytetu Warszawskiego, uważanego obecnie za najlepszy w kraju. Wiele lat kierował Zakładem Embriologii wchodzącym w skład Instytutu Zoologii (którego był dyrektorem). Był członkiem wielu ważnych polskich i międzynarodowych organizacji naukowych, w tym Polskiej Akademii Nauk i Polskiej Akademii Umiejętności. Poza Uniwersytetem Warszawskim regularnie wykładał m.in. na jednej z najlepszych uczelni na świecie, tj. na Uniwersytecie Oxfordzkim. Prezydent Bronisław Komorowski odznaczył go Krzyżem Komandorskim z Gwiazdą Orderu Odrodzenia Polski. Za swoje badania dotyczące wczesnego rozwoju zarodkowego ssaków otrzymał Nagrodę Japońską, nazywaną „Japońskim Noblem”. Publikował w najlepszych czasopismach naukowych na świecie, m.in. w Nature. Zmarł 23 września 2016 roku.

Tyle, jeśli chodzi o te tak zwane „suche” (choć na pewno ważne) informacje. W dalszej części tekstu chciałem napisać trochę więcej o charakterze badań profesora Tarkowskiego i o tym, na co się później przełożyły, a co jest nie tylko ciekawe, lecz ważne z punktu widzenia dalszego rozwoju nauki i techniki.

Tarkowski był embriologiem eksperymentalnym. Przeprowadzał badania, które dla wielu, zwłaszcza kilka dekad temu, mogłyby być uznane za nieetyczne czy „wbrew Bogu” – cokolwiek by to miało znaczyć. Przeszczepiał on na przykład komórki jednych zarodków (czyli blastomery) do innych (głównie na myszach) i sprawdzał, co się z nimi stanie. W ten sposób powstawały organizmy mozaikowe, czyli chimery – z embrionów, którym wszczepiono komórki innych embrionów rozwijały się normalne, zdrowe osobniki, ale o różnej puli genetycznej, w zależności od tego, z której linii zarodkowej dana tkanka się wywodziła. Obecnie w ten sposób dokonuje się np. transgenezy, tworząc genetycznie modyfikowane ssaki. Polega to w uproszczeniu na zmianie DNA komórek w hodowli in vitro, a następnie podaniu ich do zarodka i zgodnie z wynikami badań Tarkowskiego, powinny one zostać przyjęte. Tak też się dzieje, powstaje embrion mozaikowy, a przy dalszej selekcji można stworzyć jednorodnego osobnika o sztucznie zmienionej sekwencji DNA.

Ponad rok temu pisałem o klonowaniu. Jedną z technik prowadzących do uzyskania klona jest to, co dzieje się czasem również naturalnie, w wyniku czego powstają bliźniaki jednojajowe. Jeden zarodek dzielimy na dwa, uwzględniając przy tym np. oś cięcia i przede wszystkim wiek takiego zarodka (ile ma dni i w jakim jest stadium rozwojowym). Tego typu eksperymenty na myszach prowadził profesor Tarkowski. Dowiódł, że gdy z wyodrębnimy komórki (blastomery) z jednego zarodka na odpowiednio wczesnym etapie rozwoju, kiedy te są totipotentne, czyli kiedy mogą się różnicować we wszystkie inne rodzaje komórek, to z wyizolowanych blastomerów rozwinie się nowy zarodek, a dalej płód, aż w końcu przy odrobinie szczęścia narodzi się całkiem zdrowy osobnik.

Tarkowski stosunkowo dawno sformułował twierdzenie nazywane „inside-outside”, które częściowo wyjaśnia zjawisko polaryzacji zarodka. Polega ono na wyodrębnieniu się dwóch linii komórkowych we wczesnym zarodku – tych, które stworzą łożysko i tych, z których powstanie właściwy zarodek, a dalej płód. „Inside-outside” mówi, że te komórki, które będą w bardziej zewnętrznej warstwie, stworzą łożysko, a te wewnątrz – węzeł zarodkowy. Pokrywa się to w ogólnym zarysie z faktami, choć w mechanizmy polaryzacji zarodka zaangażowanych jest więcej czynników.

Inne ważne badania Tarkowskiego dotyczyły partenogenezy. Udało mu się stworzyć mysie zarodki, które posiadały jedynie matkę. Jak się okazało, nie były one w stanie prawidłowo się rozwijać, za co odpowiada zjawisko piętnowania gametycznego (imprintingu genetycznego), polegające na wyłączaniu niektórych genów za pomocą metylacji DNA. Niektóre geny wyłączane w ten sposób pochodzą od ojca, inne od matki. Dlatego dla prawidłowego funkcjonowania genomu potrzebny jest zestaw od obojga. Zjawisko piętnowania gametycznego wyewoluowało wraz z ewolucją łożyska u ssaków i jak się okazało na początku XXI wieku, da się je obejść za pomocą skomplikowanych procedur z zakresu biologii eksperymentalnej (o których pisałem tutaj). Tego typu badania opierają się o technikę zapłodnienia in vitro, której powstanie i rozwój także po części zawdzięczamy profesorowi Andrzejowi Tarkowskiemu.

Tak jak wielu innych zaangażowanych naukowo biologów, Tarkowski głosił otwarcie poglądy popierające postulaty wolnościowe i prawa człowieka. Lobbował za dostępnością metody zapłodnienia in vitro oraz prawa do decydowania o sobie i swoim ciele w postaci dostępu do aborcji. Jak wspomina jego uczeń, tworzył grę planszową, która miała być oparta o rozwój człowieka, w tym zarodkowy. Niestety działania nowego (obecnego) rządu, często niezgodne z polską Konstytucją, zdemobilizowały go do dokończenia tej pracy, wywołując obawy o problemy z publikacją planszówki. Szkoda, z przyjemnością zagrałbym w taką grę. Na pewno znalazłoby się na nią wielu chętnych.

2 komentarze:

  1. Dobry wieczór, pod tą fascynującą notką chciałam wyrazić uznanie dla Pana pracy, bloga, pasji naukowej. Od dwóch wieczorów czytam Pana teksty i jestem pod dużym wrażeniem. Misja bloga jako "kaganka oświaty“ jest bardzo szlachetna, podoba mi się to, z jaką bezwzględnością rozprawia się Pan z mitami nt. szczepionek, homoseksualizmu, leków. Dzięki temu mam pewność komu wierzyć. Ola.

    OdpowiedzUsuń