Америкалық ғалым Стенли Гартлер және қатерлі ісіктердің клоналдығы

Кіріспе

Америка ғалымы (1923 жылы туған)

Стэнли Майкл Гартлер (1923 жылғы 9 маусымда туған) – американдық жасуша және молекулалық биолог, сондай-ақ адам генетигі. Ол адамның қатерлі ісіктерінің клоналды екенін нақты дәлелдеген алғашқы ғалым. Ол HeLa жасушаларының бірегей саналатын көптеген жасуша желілерін бұзғанын көрсетті. Стэнли Гартлер қазіргі уақытта Вашингтон университетінде медицина және геном ғылымдарының зейнеткер профессор қызметін атқарады.

Өмірбаян

Гартлер 1923 жылы Калифорния штатындағы Лос-Анджелесте румын иммигранттары Джордж Гартлер мен Делвира Купфербергтің отбасында дүниеге келген. Гартлердің әпкесі Аделина Гартлер 1921 жылдың 26 қыркүйегінде туған. Гартлер Лос-Анджелестегі мемлекеттік мектепке барып, Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде Әскери әуе күштеріне қатысу үшін университетте (UCLA) екі жыл оқыды. Соғыстан кейін, G.I. Bill арқылы ол UCLA-да ауыл шаруашылығы мамандығы бойынша білімін аяқтады. 1947 жылы Жаңа жылдық кеште Марион Митчелсонмен танысып, 1948 жылдың қараша айында олар үйленді. Сан-Хоакин аңғарындағы фермада бір жыл жұмыс істегеннен кейін, Гартлер 1949 жылы UC Берклиде генетика бойынша докторлық диссертациясын қорғады. 1959 жылы Гартлер Вашингтон университетіндегі генетика кафедрасын құруға қатысты. Гартлер егер ісік бір жасушадан пайда болса, онда осы ісіктің барлық жасушалары бір ғана Х-хромосомасына байланысты аллельді білдіретінін болжады. Гетерозиготалық әйелдердегі жынысқа байланысты глюкоза-6-фосфат дегидрогеназа (G6PD) локусының әртүрлі изоэнзимдерін зерттеу арқылы Гартлер мен Линдер лейомиома ісік жасушаларының, тіпті миллиардтаған жасушалардан тұратын қатерлі ісіктердің де, маркердің тек бір түрін ғана білдіретінін көрсетті, ал қалыпты тіндердің кішкентай бөліктерінде маркердің екі түрін де білдіретін жасушалар кездеседі. Бұл бір ғана жасушаның ісікке айналуымен сәйкес келеді. Әртүрлі ісіктердің клоналды тегі кейіннен Гартлердің кіші әріптесі Филип Фьялкоутың жұмысы және басқа зерттеушілердің тобы арқылы расталды. 1967 жылы Гартлер соматикалық жасушалар мәдениетінде адам генетикасын зерттеу жүйесін құруға қызығушылық танытты. Ол американдық типтік мәдениеттер жинағынан алынған он сегіз (демек) тәуелсіз жасуша желілерін зерттеді, олардың ішінде HeLa жасушалары да болды. Изоэнзимдерді зерттеу арқылы ол оларды бірқатар генетикалық полиморфизмдерге, соның ішінде Х-хромосомасына байланысты G6PD нұсқасына қарай жіктеді. Жасушалар генетикалық тұрғыдан бірдей екені анықталды, және барлығы да Африка халқында жиі кездесетін G6PD аллелін алып жүрді. HeLa, алғашқы сәтті құрылған адам жасуша желісі, Африкадан шыққан Генриетта Лакс атты әйелден алынған, сондықтан бұл нәтиже жасуша желілерінің шын мәнінде тәуелсіз емес, керісінше HeLa жасушаларымен ластанғанын көрсетті. Ол кезде адам жасушаларын өсіруге жасалған көптеген әрекеттердің нәтижесінде өмір сүру ұзақтығы шектеулі жасушалар пайда болатыны белгісіз болды. HeLa-ның негізін қалаушы доктор Джордж Гей бұл жасушаларды сұрағандардың бәріне жіберді, және ластану мәселесі көптеген зерттеушілер өміршең HeLa жасушаларын және өмір сүру ұзақтығы шектеулі адам жасушаларын жақын жерде өсіргендіктен туындады. Ол кезде жасуша желілерін сипаттау және ажырату үшін генетикалық маркерлерді қолдану іс жүзінде болмағандықтан, HeLa-дан ластану оқиғалары байқалмай қалды. Дәлелдерге қарамастан, бастапқыда зертханалық қателердің жасушалардың өзара ластануына әкелетіні туралы идея барлыққа бірдей қабылданбады: басқаша түсіндірме бойынша, мәдениеттер қалыптасқан кезде олардың G6PD фенотипі өзгерді. Гартлер Nature журналына жазған алғашқы мақаласында бұл мүмкіндікті жоққа шығару үшін көп күш жұмсады, G6PD немесе PGM фенотипінде өзгеріс бар ма, жоқ па, деп 100-ден астам ісікті зерттеді, сондай-ақ бұл идеяны тексеру үшін басқа эксперименттік тәсілдерді қолданды. Ол "барлық дәлелдер G6PD және PGM фенотиптерінің in vivo және in vitro жағдайында тұрақты екенін көрсетеді" деген қорытындыға келді. Бұл нәтижелер хрупқы X синдромы мен FMR1 репликациясының кешігуі арасындағы байланысты, сондай-ақ иммуножеткіліксіздік-центромерлік тұрақсыздық-бет аномалиялары синдромының негізін құрайтын DNMT3B генін анықтауға әкелді, бұл алғашқы адам гипометилдену ауруы болып табылады. 1991 жылы эволюциялық биолог Ли Ван Вален HeLa жасуша желісі жаңа микробтық түрді құрайтынын айтты және оны Гартлердің еңбегін еске алу үшін Helacyton gartleri деп атауды ұсынды.

Gartler was born in Los Angeles, California in 1923 of Romanian immigrant parents George Gartler and Delvira Kupferberg. Gartler's sister, Adeline Gartler, was born on September 26, 1921. Gartler attended public school in Los Angeles and completed two years at university (UCLA) before enlisting in the Army Air Force during World War II. After the war, on the G. I. Bill, he completed his undergraduate education at UCLA in agriculture. He met his future wife, Marion Mitchelson, at a New Year’s Eve party in 1947 and the two were married in November 1948. After spending a year working on a farm in the San Joaquin Valley, Gartler entered the Ph. D. program in Genetics at UC Berkeley in 1949. which he completed over the course of five years. Gartler was a founding member of the Department of Genetics at the University of Washington in 1959. Gartler reasoned that, if a tumor begins from a single cell, then all the cells of that tumor should express the same, single X linked allele. By examining expression of different isoenzymes of the sex linked glucose 6 phosphate dehydrogenase (G6PD) locus in heterozygous women, Gartler and Linder demonstrated that leiomyoma tumor cells, even those from cancers consisting of billions of cells, expressed only one form of the marker, whereas even small patches of normal tissue contained cells expressing both forms of the marker. This finding was consistent with the growth of a single founder cell into a tumor. The clonal origin of various tumors has been confirmed many times since, both initially through Gartler's work with a junior colleague, Philip J. Fialkow, and by other groups. In 1967, Gartler became interested in establishing a system for studying human genetics in somatic cell culture. He initially studied eighteen (supposedly) independently derived established human cell lines obtained from the American Type Culture Collection, including HeLa. Examining isoenzymes, he typed them for a number of genetic polymorphisms, including the X linked G6PD variant. The cell lines turned out to be genetically identical, and moreover, all carried the G6PD allele found almost exclusively in people of African descent. HeLa, which was the first successfully established human cell line, was derived from a woman of African descent named Henrietta Lacks, so this result suggested that the cell lines were not truly independent, but had instead been contaminated by HeLa cells. It was not realized at the time that nearly all attempts to establish human cell cultures resulted in cell lines with limited life spans. Dr. George Gey, the originator of HeLa, had sent those cells to all who requested them, and the contamination problem arose because many workers were growing the immortal HeLa cell and mortal human cell strains in close proximity. Since the use of genetic markers to characterize and distinguish cell lines at the time was virtually non existent, contamination events from HeLa went undetected. In spite of the evidence, initially, the idea of laboratory errors leading to cross culture contamination was not universally accepted: an alternative explanation was that, when cultures became established, their G6PD phenotype changed. Gartler's original paper to Nature went to lengths to dismiss this possibility, surveying over 100 tumors to see if there was a phenotypic change in either G6PD or PGM, as well as trying other experimental approaches to test the idea. He concluded that "all evidence seems to point to the stability of the G6PD and PGM phenotypes both in vivo and in vitro." demonstrating the association between fragile X syndrome and delayed replication of FMR1'''', and identification of DNMT3B as the gene underlying Immunodeficiency–centromeric instability–facial anomalies syndrome, the first recognized human hypomethylation disease. In 1991, evolutionary biologist Leigh Van Valen put forth an argument that the HeLa cell line constituted a new microbial species, which he proposed be designated Helacyton gartleri, in recognition of Gartler's work.