Læsetid 5 min.

2002 er ormens år

Nobelprisen i medicin gik til en af biologiens giganter, der har grundlagt ormen som genetisk værktøj. En britte og en amerikaner har æren af det første vigtige ’orme-studie’
14. oktober 2002

Biologi
Så blev det ormens år – ihvertfald i nobelpris regi. Indenfor genetikken er der en hvis konkurrence om hvilken flercellet modelorganisme, der er bedst. De tre store er ormen, fluen og musen, og mens de andre to allerede hviler på et tykt lag af nobellaurbær, er det første gang æren tilfalder ormen.
Caenorhabditis elegans er den senest tilkomne, og manden, der besluttede at forske i ormen og introducerede den som genetisk model, Sydney Brenner, var selvskrevet til en trediedel af prisen. Han havde valgt dyret, fordi det består af et overskueligt antal celler, men alligevel er en kompleks flercellet organisme, der bevæger sig, spiser, har et nervesystem, ældes og på mange måder minder om højere organismer. Ormen er med sine knap 1.000 celler et slags minimumsdyr, der gør det muligt at komme ind til kernen af forskellige vigtige processer som celledeling, celledifferentiering og organudvikling i et og samme dyr.
Næst i rækken af prisvindere er yderligere en britte, John Sulston, der var en af Brenners første studenter. Han sad bøjet over mikroskopet i årevis for at kortlægge hver eneste celle i hvert eneste væv i ormen, fra befrugtet æg til voksen orm.
Sulston fandt, at der altid blev dannet de samme 1.090 celler i løbet af C. elegans udvikling og at hver enkelt altid havde den samme udviklingshistorie. Men han opdagede også, at en voksen orm kun bestod af 959 celler, dvs. 131 celler forsvandt eller døde undervejs. Det var en helt ny tanke, at cellulært selvmord kunne være en nødvendig og normal del af udviklingen af det voksne dyr og dets organer. Amerikaneren Robert Horvitz arbejdede også i Brenners laboratorium, hvor han fortsatte Sulstons arbejde og identificerede de første ’døds’gener i denne forprogrammerede selvmordsproces (apoptose). Han analyserede processen og viste, hvordan spillerne interagerede og at der findes tilsvarende gener i mennesker.
Siden ormen blev introduceret som genetisk modeldyr har den været grundlaget for mange vigtige opdagelser, der som apoptose har vidtrækkende implikationer for vores forståelse af den menneskelige biologi og opfindelsen af ny medicin.

HAL
Britten Sydney Brenner, der blev født i Johannesburg i Sydafrika i 1928, er en af genetikkens største, kendteste, mest indflydelsesrige og opfindsomme karakterer. Han er kendt som en af de vigtigste personer bag de forskellige genomprojekter (inkl C. elegans). Det må for Nobelpriskomitéen blot have været et spørgsmål om tid før han skulle belønnes med en pris.
Brenner er elsket for sine hypoteser, der nok er humoristiske, men også illustrerer, at han i sjælden grad er en person, der forstår biologiens og genetikkens væsen. Et eksempel er ’Don't worry’-hypotesen, som siger, at man ikke skal bekymre sig så meget om de ting en god hypotese ikke kan forklare – livet er kompliceret og selv den bedste hypotese kan ikke forklare alt. Hypotesen fra 1953 om DNA-dobbeltstrengen ville f.eks. ikke være opstået, fordi ingen kunne forklare, hvordan dobbeltstrengen blev skilt ad under kopieringen af arvematerialet. Et lignende koncept er ’HAL’ – ’Have A Look’. Biologien er så kompleks, overraskende og uforudsigelig, at det ofte er den bedste strategi bare at prøve noget og se hvad der sker. Et tredje af hans gyldne begreber er ’Occams kost‘, der bruges til at feje besværlige facts ind under gulvtæppet (indtil det er umuligt at gå på det).
Selv om det er hans idag klassiske artikel fra 1974 om rundormens genetik, der fremhæves, var han allerede inden kendt for sit arbejde med RNA. Sammen med den senere nobelprisvinder François Jacob påviste Brenner eksistensen af messenger RNA (mRNA) – mellemtrinnet fra gen til protein og sandsynliggjorde dermed, hvordan informationen i generne kom ud fra cellekernen og blev oversat til proteiner. Sammen med en anden nobelprisvinder, Francis Crick, viste han i et elegant og klassisk studie, at den genetiske kode i DNA’et aflæses i ikke-overlappende tripler – codons, som Brenner døbte dem.

Ormesnak
Det var i starten 1960’erne at idéen til ormen gryede. Crick og Brenner, der begge betegnes som meget talende personer, delte et lille kontor på Cambridge University og Brenner referer i en biografi, at ormen sprang ud af deres mange diskussioner.
»Vi følte begge, at de fleste af molekylærbiologiens klassiske spørgsmål var besvaret og at fremtiden lå i mere komplekse biologiske spørgsmål,« siger Brenner.
Han besluttede, at tiden var moden til at studere højere organismer og specielt, hvordan komplekse strukturer som nervesystemet opstår fra informationen i arvematerialet.
»Årsagen til den molekylære genetiks succés var, ihverfald delvist, at man havde brugt ekstremt simple organismer, der kunne håndteres i store tal – bakterier og virus,« siger Brenner.
»Vi ville gerne angribe den cellulære udvikling på en lignende måde, ved at vælge den simplest mulige flercellede organisme og udnytte de analytiske metoder fra den mikrobiologiske genetik.«
Akkurat som den legendariske genetiker Thomas H. Morgan havde indført bananfluen omkring 1907, begyndte Brenner og kollegerne sidst i 1960’erne at afsøge et sandt bæstiarium af sære og fabelagtige dyr.
Rundormen viste sig at leve op til kriterierne; den har et passende sexliv (set fra genetikerens synspunkt), et lille nervesystem, og det cirka en mm lange dyr kan dyrkes i stort antal i en petriskål. Og ovenikøbet er dyret gennemsigtigt, så man gennem mikroskopet kan studere og følge udviklingen af enkelte celler og organer indeni dyret. Dette er en stor fordel når man vil studere genernes betydning og rolle for, at en celle bliver til en tarm-, muskel- eller nervecelle.
Ironisk nok viste ormens hjerne sig alligevel ikke at være velegnet, men som bla. de to andre prismodtageres arbejde viser, har ormen absolut sin berettigelse.

Menneske og sygdom
Den menneskelige krop indeholder flere hundrede forskellige typer celler, der alle nedstammer fra én og samme celle – det befrugtede æg. Alle celle-typerne ’snakker’ sammen i de forskellige væv de indgår i og samarbejder så kroppen kan fungere som en integreret helhed.
Under udviklingen fra befrugtet æg til voksen organisme skal cellerne hele tiden dele sig og differentiere til mere og mere specialiserede celletyper på det rigtige sted og i rette tid. Det er af stor betydning for forståelsen af den menneskelige biologi og for udviklingen af medicin, at man kan studere disse processer.
En af de absolut største opdagelser, der er sprunget fra ormen er det kontrollerede selvmordsprogram. Det har vist sig at være en helt nødvendig del af også menneskets udvikling. For eksempel dannes vores hænder og fødder som en stor flad rund celleskive.
Fingrene opstår ikke ved, at celler vokser ud fra skiven fem forskellige steder, men tværtimod ved, at cellerne imellem de fremtidige fingre dør og forsvinder, så der opstår fire aflange huller i celleskiven.
Programmeret celledød er også en vigtig del af udviklingen af vores hjerne og immunsystem og kontrolleret selvmord er hverdag for organerne i vores krop. Vi danner dagligt mere end 1.000 milliarder nye celler og da vi som voksne ikke længere skal gro dør et tilsvarende antal i en nøje indstillet balance.
Denne balance er gået i stykker i både neurodegenerative og autoimmune sygdomme samt cancer, som er karakteriseret ved unormal kontrol af celledød. Da alle celler bærer selvmordsprogrammet er der en intens forskning i om det selektivt kan aktiveres i cancerceller eller deaktiveres i f.eks. Alzheimers og Parkinsons. Som så megen anden viden vil denne viden være tve-ægget. En selektiv aktivering kunne frygtes at udnyttes til et ultimativt biologisk våben – et ’globalt’ selvmord i alle kroppens celler.
Fremtiden vil vise om det lykkes os at kontrollere celledød. Foreløbig hyldes kortlæggelsen af disse processer med nobelprisen, men det er også en hyldest til ormen som modelorganisme. ’Dødsruten’ er formentlig kun den første af en række nobelpriser for arbejde udført i C. elegans.

Bliv opdateret med nyt om disse emner

Prøv Information gratis i 1 måned

Klik her

Allerede abonnent? Log ind her

Anbefalinger

anbefalede denne artikel

Kommentarer

Der er ingen kommentarer endnu