Barbara McClintock (1902-1992) bila je američka genetičarka koja je dobila Nobelovu nagradu za fiziologiju ili medicinu 1983. godine za svoj revolucionarni rad na području transpozicije gena u kukuruzu. Njezin pionirski rad na istraživanju skakanja gena, poznat kao transpozicija, donio joj je priznanje kao jednu od najvažnijih znanstvenica u području genetike.

Barbara McClintock je rođena u Hartfordu, Connecticut, 16. juna 1902. Njena istraživanja na polju citogenetike i određenih fenomena hromosoma donijela su joj Nobelovu nagradu za medicinu ili fiziologiju 1983. godine, “za otkriće mobilnih genetičkih elemenata” – transposona.

Naime, Barbara je otkrila nešto što još nije dio naših srednjoškolskih kurikuluma, a u vrijeme kada je to otkrila, saznanje da postoje dijelovi genoma koji se mogu kretati, ili, još slikovitije rečeno, „skakati“ bilo je toliko šokantno da je Barbara morala obustaviti istraživanja, zbog skepticizma akademske zajednice prema njenim rezultatima. Barbara se zapravo jako dugo morala boriti za priznavanje toga što je otkrila, jer je bila osporavana. Ali, isto tako treba reći kako je ona jedna od rijetkih koji nisu morali dijeliti Nobelovu nagradu – njena je bila 1/1.

 

 

Barbara McClintock, izvor: Nobel prize Organization

 

 

Crtice iz biografije

Nomen est omen

Barbara nije rođena kao Barbara, nego kao Eleanor. Ali su poslije njeni roditelji došli do zaključka kako joj ovo ima ne stoji jer je previše delikatno (Eleanor znači “ona koja sija”), te su joj ime promijenili u Barbara – “strana, čudna”.

I zaista, Barbara McClintock se opirala pravilima, bila nezavisna i “čudna” za svoju sredinu. Zanimljivo je da joj je otac Thomas Henry McClintock bio homeopata, ali je Barbara izabrala put nauke, a ne pseudonauke. Otac joj je pružio podršku da počne studirati na Cornell University of Agriculture 1919.

Njena je sredina smatrala da se djevojka mora udati i jedan od najvećih strahova njene majke Sare Handy  je bio da će Barbara ostati neudana zbog studiranja.

Na studiju se nije htjela priključivati raznim studentskim organizacijama, pa čak ni sestrinstvu.

Ipak, našla je hobi na studiju – muziku, posebno džez. Kako sad da je ne volimo i da nam ne bude uzor?

Početak karijere

Jedne prilike ju je zapazio čuveni američki botaničar Claude Burton Hutchison i pozvao je na predavanje o genetici za starije studente. Poslije će McClintock u svojim sjećanjima kazati kako je upravo ovo predavanje bio jedan od glavnih razloga zašto se nastavila baviti genetikom.

“Relativno malo studenata pohađalo je ovaj kurs, i većina ih je bila zainteresirana za bavljenje poljoprivredom kao profesijom. Genetika kao disciplina još nije bila opšte prihvaćena. Prošlo je samo dvadeset i jedna godina od ponovnog otkrivanja Mendelovih principa nasljednosti.”, govorila je poslije Barbara McClintock.

Titulu MS (Master of Science) stekla je 1925. a doktorat 1927. Nakon doktoriranja okuplja malu grupu citogenetičara, koja će se baviti citogenetikom kukuruza. U ovoj grupi će biti i George Beadle, dobitnik Nobelove nagrade za medicinu ili fiziologiju 1958.

Inače, njena majka se protivila ideji da Barbara ide na koledž, smatrajući da bi je to učinilo neprivlačnom za udaju.

 

Barbara McClintock

 

 Genom nije okamenjen

O čemu se radi? Mi zamišljamo genom tj. sav genetički materijal u našim ćelijama, kao nešto manje-više statično, jednom kada na lutriji spajanja spolnih stanica dobijemo set gena. Geni su raspoređeni linearno i ne bi se trebali premještati.

Mnoge karakteristike organizama su određene nasljednošću, preciznije genima, koji se nalaze na hromosomima u jedrima stanica. Barbara McClintock je proučavala nasljedne karakteristike kukuruza, sa posebnim interesovanjem na nasljeđivanje različitih boja zrna kukuruza. Tokom 1940-ih i 1950-ih Barbara McClintock dokazala je da genetički elementi ponekad mogu promijeniti položaj na hromosomu i da to uzrokuje da susjedni geni postanu aktivni ili neaktivni.

 

Mayflower, izvor: Encyclopedia Britannica

 

Mala remarka o radu Barbare McClintock je da njen rad nije mogao biti „američkiji“: osim što dolazi iz porodice prvih doseljenika sa Mayflowera, transposone je otkrila na kukuruzu. Cijeli njen rad je bio praktično vezan za ovu biljku Novog svijeta i ideja za istraživanje te hipoteze o postojanju mobilnih genetičkih elemenata su joj došle proučavajući kukuruz.

Zapravo, mnoga velika otkrića nastala su na malim i skromnim modelima poput Arabidopsisa ili nematode Caenorabiditis elegans. Upravo je Barbarin odabir kukuruza kao modela bio presudan za otkriće, jer se na ovoj biljci mogu uočiti neke jako zanimljive  stvari mnogo lakše nego na nekom drugom organizmu.

 

McClintock uviđa kako neki geni mogu uskočiti na neko mjesto u genomu i tako stvoriti jednu novu kombinaciju, osobinu koja će se ispoljiti na organizmu. Ove mobilne genetičke elemente ćemo poslije nazvati transposoni ili „jumping-genes“. Možda bi najsimpatičniji prevod za ovu pojavu na naš jezik bio „skočigeni“.

Međutim, genetička naučna misao je tek dvadesetak godina nakon ovog otkrića počela razumijevati Barbaru McClintock i transposone. Do tog trenutka, Barbari su uskraćivani javni nastupi i njenom radu nije pridavano previše pažnje. Bila je previše avangardna za akademsku zajednicu.

Ipak, ova malena žena je bila dovoljno jakog duha da ne odustane, nego se dalje posveti izučavanju „skočigena“ te da u inat poživi dovoljno dugo da primi Nobelovu nagradu za medicinu i fiziologiju. Svoj rad je doživljavala kao užitak i razonodu te je, kako je jedne prilike rekla, jedva čekala da se probudi, kako bi nastavila raditi.

Jedna od anegdota koja se često pripisuje McClintock odnosi se na njezinu nekonvencionalnost i neovisnost. Kada su joj jednom prilikom rekli da je njezin rad previše kontroverzan ili težak za razumijevanje, odgovorila je: “Zašto se bojite razumjeti?” Ova izjava odražava njezinu neustrašivu predanost naučnom istraživanju i njezinu sposobnost da se nosi s izazovima.

Barbara e jednom promišljeno izjavila: “Nauka današnjice je tehnologija sutra.” Ova izreka naglašava povezanost i ovisnost između naučnih dostignuća i tehnološkog napretka.

 

McClintock je učinila biljku kukuruza, naučnog naziva Zea mays, vrlo bitnim objektom genetičkih istraživanja. Da stvar bude još više cool, McClintock je gene kukuruza važne sa translokaciju nazvala Ac (aktivator) i Ds (disocijator) tj. Ac/Ds, što zvuči skoro kao AC/DC. Sam kukuruz je bio jako zanimljiv jer se dešava da na jednom klipu zrna budu obojena različito i to je trebalo objasniti sa aspekta genetike.

McClintock je prepoznala da je došlo do “pucanja” hromosoma kukuruza  na specifičnim mjestima. Prvi transpozabilni element koji je otkrila bio je mjesto loma hromosoma, a to mjesto je nazvala  “disocijacija” (Ds). Iako je McClintock otkrila da neki transposabilni elementi mogu “skakati” autonomno, u početku je primijetila da se kretanje Ds reguliše autonomnim elementom zvanim “aktivator” (Ac), koji također može poticati vlastitu transpoziciju. Pod utjecajem aktivatora, disocijator isto tako može i “iskočiti”, a ne samo uskočiti u treći gen. Insercijom disocijatora u gen odgovoran za stvaranje purpurne boje zrna se prekida normalna funkcija ovog gena i purpurne boje nema, nego su zrna žuta. Ako Ds gen opet iskoči, onda gen za purpurnu boju zrna opet postaje aktivan i tako može doći do prošaranosti klipa žutim i purpurnim zrnima. To izgleda ovako:

 

Osim Nobelove nagrade, Barbara je još prije toga postala nositeljica Nacionalne medalje nauke 1970. te Medalje Thomasa Hunta Morgana. Nakon tako opsežnog rada 1960-ih i 1970-ih na kukuruzu, McClintock i njeni saradnici objavili su veliku studiju hromosomske konstitucije različitih sorti kukuruza, ostavivši svoj trag na paleobotanici, etnobotanici i evolucijskoj biologiji.

Međutim, trebalo je vremena da naučna zajednica shvati značaj otkrića transposona. Sve do kasnih 60-tih, situacija nije bila zrela, i malo ko je znao za Barbaru, koja se oficijelno penzionisala 1967. Sve do otkrića lac operona i stvaranja operonske teorije Francoisa Jacoba i Jacquesa Monoda, njen rad je bio u zapećku. Kada je objavljeno otkriće lac operona, Barbara je napisala članak za American Naturalist, u kojem je lac operon uporedila sa Ac/Ds. I opet je značaj njenog rada trebao čekati osamdesete godine da bi bio prepoznat!

Barbara je također pokazala da ćelije ne tolerišu lomove u hromosomima te primjetila da telomere sprečavaju genomske nestabilnosti koje bi slobodni krajevi hromosoma inače mogli izazvati. Također je uočila da embrionalne ćelije mogu stvarati nove telomere, a diferencirane stanice ne mogu.

Nakon primanja Nobelove nagrade, nastavila se baviti istraživanjem, i to u prestižnoj laboratoriji Cold Spring Harbor.

Preminula je prirodnom smrću u 90. godini u New Yorku,  2. septembra 1992. Nikada se nije udala niti imala djecu. 

Pogledajte i video, ne budi vam mrsko: 




Ovaj tekst i video nastali su uz podršku Ambasade Sjedinjenih Američkih Država u BiH u okviru projekta “U.S. Scientists Who Changed the World” i zahvaljujemo se Ambasadi SAD.