山中教授、受賞おめでとうございます。

受賞理由等は日本のカスゴミの報道を見ても当てにならないと思い、ガードン博士との共同受賞に至った経緯はノーベル財団の公式サイト[http://www.nobelprize.org/]の記事をグーグル翻訳使ったりして一読しつつ確認しました。私は理科系科目の中では生物が大の苦手だったので、ここで他人に説明できるほど理解できたわけではないですが(苦笑)。

ただし、ご本人の言葉がどこまで正確に報道されているのかわかりませんが、ここでヨカッタネと言って喜んでハイおしまい、と言えるほど楽観的な状況ではないというか、むしろ芸術・文化同様に日本の学術研究も大変な危機的状況にあることを再認識しないといけないし、そうした状況を作ってきた現況である文部行政と日本の学界・政治には批判的な目を向けてないといけないでしょう。そして改めて、エネルギー資源に恵まれない日本の生命線がどこにあるのか(=テクノロジー、サイエンス)思い起こすキッカケとすべきでしょう。

研究資金捻出のために御自身が何度となくピエロになってメディア露出するなど(本来ならその時間を惜しんで研究に充てたいでしょうに)傍からその苦労の一端を見てきた者としては、受賞者が出るたびに繰り返されてきた浅はかなノーテンキ報道に憂慮せざるを得ません。

 

The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2012
 Sir John B. Gurdon, Shinya Yamanaka

 【Nobelprize.org Press Release 2012年10月8日】

The Nobel Assembly at Karolinska Institutet has today decided to award

The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2012
jointly to
John B. Gurdon and Shinya Yamanaka
for the discovery that mature cells can be reprogrammed
to become pluripotent

Summary

The Nobel Prize recognizes two scientists who discovered that mature, specialised cells can be reprogrammed to become immature cells capable of developing into all tissues of the body. Their findings have revolutionised our understanding of how cells and organisms develop.

John B. Gurdon discovered in 1962 that the specialisation of cells is reversible. In a classic experiment, he replaced the immature cell nucleus in an egg cell of a frog with the nucleus from a mature intestinal cell. This modified egg cell developed into a normal tadpole. The DNA of the mature cell still had all the information needed to develop all cells in the frog.

Shinya Yamanaka discovered more than 40 years later, in 2006, how intact mature cells in mice could be reprogrammed to become immature stem cells. Surprisingly, by introducing only a few genes, he could reprogram mature cells to become pluripotent stem cells, i.e. immature cells that are able to develop into all types of cells in the body.

These groundbreaking discoveries have completely changed our view of the development and cellular specialisation. We now understand that the mature cell does not have to be confined forever to its specialised state. Textbooks have been rewritten and new research fields have been established. By reprogramming human cells, scientists have created new opportunities to study diseases and develop methods for diagnosis and therapy.

Life – a journey towards increasing specialisation

All of us developed from fertilized egg cells. During the first days after conception, the embryo consists of immature cells, each of which is capable of developing into all the cell types that form the adult organism. Such cells are called pluripotent stem cells. With further development of the embryo, these cells give rise to nerve cells, muscle cells, liver cells and all other cell types – each of them specialised to carry out a specific task in the adult body. This journey from immature to specialised cell was previously considered to be unidirectional. It was thought that the cell changes in such a way during maturation that it would no longer be possible for it to return to an immature, pluripotent stage.

Frogs jump backwards in development

John B. Gurdon challenged the dogma that the specialised cell is irreversibly committed to its fate. He hypothesised that its genome might still contain all the information needed to drive its development into all the different cell types of an organism. In 1962, he tested this hypothesis by replacing the cell nucleus of a frog’s egg cell with a nucleus from a mature, specialised cell derived from the intestine of a tadpole. The egg developed into a fully functional, cloned tadpole and subsequent repeats of the experiment yielded adult frogs. The nucleus of the mature cell had not lost its capacity to drive development to a fully functional organism.

Gurdon’s landmark discovery was initially met with scepticism but became accepted when it had been confirmed by other scientists. It initiated intense research and the technique was further developed, leading eventually to the cloning of mammals. Gurdon’s research taught us that the nucleus of a mature, specialized cell can be returned to an immature, pluripotent state. But his experiment involved the removal of cell nuclei with pipettes followed by their introduction into other cells. Would it ever be possible to turn an intact cell back into a pluripotent stem cell?

A roundtrip journey – mature cells return to a stem cell state

Shinya Yamanaka was able to answer this question in a scientific breakthrough more than 40 years after Gurdon´s discovery. His research concerned embryonal stem cells, i.e. pluripotent stem cells that are isolated from the embryo and cultured in the laboratory. Such stem cells were initially isolated from mice by Martin Evans (Nobel Prize 2007) and Yamanaka tried to find the genes that kept them immature. When several of these genes had been identified, he tested whether any of them could reprogram mature cells to become pluripotent stem cells.

Yamanaka and his co-workers introduced these genes, in different combinations, into mature cells from connective tissue, fibroblasts, and examined the results under the microscope. They finally found a combination that worked, and the recipe was surprisingly simple. By introducing four genes together, they could reprogram their fibroblasts into immature stem cells!

The resulting induced pluripotent stem cells (iPS cells) could develop into mature cell types such as fibroblasts, nerve cells and gut cells. The discovery that intact, mature cells could be reprogrammed into pluripotent stem cells was published in 2006 and was immediately considered a major breakthrough.

From surprising discovery to medical use

The discoveries of Gurdon and Yamanaka have shown that specialised cells can turn back the developmental clock under certain circumstances. Although their genome undergoes modifications during development, these modifications are not irreversible. We have obtained a new view of the development of cells and organisms.

Research during recent years has shown that iPS cells can give rise to all the different cell types of the body. These discoveries have also provided new tools for scientists around the world and led to remarkable progress in many areas of medicine. iPS cells can also be prepared from human cells.

For instance, skin cells can be obtained from patients with various diseases, reprogrammed, and examined in the laboratory to determine how they differ from cells of healthy individuals. Such cells constitute invaluable tools for understanding disease mechanisms and so provide new opportunities to develop medical therapies.


Sir John B. Gurdon
was born in 1933 in Dippenhall, UK. He received his Doctorate from the University of Oxford in 1960 and was a postdoctoral fellow at California Institute of Technology. He joined Cambridge University, UK, in 1972 and has served as Professor of Cell Biology and Master of Magdalene College. Gurdon is currently at the Gurdon Institute in Cambridge.

Shinya Yamanaka was born in Osaka, Japan in 1962. He obtained his MD in 1987 at Kobe University and trained as an orthopaedic surgeon before switching to basic research. Yamanaka received his PhD at Osaka City University in 1993, after which he worked at the Gladstone Institute in San Francisco and Nara Institute of Science and Technology in Japan. Yamanaka is currently Professor at Kyoto University and also affiliated with the Gladstone Institute.

2012

 

Interview with Shinya Yamanaka【Nobelprize.org Press Release 2012年10月8日】

Telephone interview with Shinya Yamanaka following the announcement of the 2012 Nobel Prize in Physiology or Medicine, 8 October 2012. The interviewer is Adam Smith, Editorial Director of Nobel Media.

[Shinya Yamanaka] Hello

[Adam Smith] Hello, may I speak to Professor Yamanaka please?

[SY] Yes, speaking.

[AS] Oh hello, this is Adam Smith calling from the Nobel Prize website in Stockholm. We have a traditional of recording very short interviews with new Nobel Laureates. Would you be able to speak for just a very few minutes?

[SY] Okay.

[AS] Thank you. First of all, our sincere congratulations on the award of the Nobel Prize.

[SY] Oh, thank you very much. It is a tremendous honour to me. Especially I heard that I am going to share the prize with Dr. John Gurdon, so I feel more honoured, because I respect him a lot.

[AS] He established the principle of gene conservation in differentiated cells, half a century ago. And so there was this very long run up then very rapidly you have transformed the field by creating induced pluripotent stem (iPS) cells.

[SY] Yes, well I was able to initiate my project because of his experiments fifty years ago. Actually, he published his work in 1962. And that was the year when I was born. So I really feel just great, feel honoured.

[AS] There’s a lovely symmetry about that. And it shows the progress of science, and one can’t be too rushed in expecting things to happen.

[SY] Indeed.

[AS] And indeed, it’s the fiftieth anniversary of your birth and of his publications.

[SY] Oh yes exactly. Yes. I just turned out to be fifty.

[AS] Congratulations on that also, then.

[SY] Thank you very much.

[AS] May I ask, what were you doing when the call from Stockholm came?

[SY] Well actually I was at home. I was doing some housework. So I was very surprised.

[AS] So you were actually doing some housework, you were cleaning the house or something?

[SY] Yes, exactly. So I didn’t expect at all.

[AS] Can you recall your initial reaction to the call?

[SY] Well, so I was kind of alarmed by my secretary, who is still at my office. So she got a call from Stockholm, and asked about my phone number. So she kind of gave me an alert. But still, you know, I was not sure at all. So when I received the call, I was surprised. Almost, you know, I just thought wow, it’s very … a phonecall from Stockholm. I just couldn’t believe it.

[AS] That’s lovely. That’s very nice. Indeed it hasn’t been long. It was only in 2006 that you created the first iPS cells, so it hasn’t been long.

[SY] So I strongly feel that this is, that I am able to receive this award because of John Gurdon and also many other researchers in the field. This field has a long history, starting with John Gurdon. So I feel very lucky. I may have played some important role in this long history, but it was not myself who initiated this field. So that’s my feeling right now.

[AS] I understand and it’s so nice that the two of you are tied together by the award and will be in Stockholm together in December to accept it.

[SY] Yes, that’s great, yes.

[AS] When you come to Stockholm we have a longer chance, happily, to interview you and so talk more.

[SY] Okay

[AS] But I just wanted ask you one final question, which was what your greatest hopes for stem cells technologies are at the moment? What do you hope will be the first benefit?

[SY] Well, I will bring this technology to clinics. I really want to help as many patients as possible. As you may know, I started my career as a surgeon 25 years ago. But it turned out that I am not talented as a surgeon. So I decided to change my career, from clinics to laboratories. But I still feel that I am a doctor, I am a physician, so I really want to help patients. So my goal, all my life, is to bring this technology, stem cell technology to the bedside, to patients, to clinics.

[AS] Thank you. And I understand that iPS cells will, in fact, be going into the clinic for trials next year for the first time.

[SY] Yes, indeed. Yes.

[AS] Okay. Well, thank you very much indeed. And I wish a lovely evening of celebration.

[SY] Okay, thank you so much

[AS] It was a pleasure to talk to you. Thank you. Congratulations again.

[SY] Thank you very much. Bye bye.

[AS] Bye.

 

細胞の時計は巻き戻せる 山中伸弥京大教授、J. B. ガードン・ケンブリッジ大名誉教授がノーベル生理学医学賞を受賞
【日経サイエンス 2012年10月8日】

 ノーベル財団は10月8日,2012年のノーベル生理学・医学賞を京都大学の山中伸弥教授と英国ケンブリッジ大学のジョン B. ガードン博士に授与すると発表しました。受賞理由は,皮膚や血液,骨など個別の細胞に分化した細胞の時計を巻き戻し,再びどんな細胞にでもなることができる「万能性」を取り戻せるのを示したことです。発表に当たって,「細胞分化と,分化した状態の可塑性を理解する上でのパラダイムシフト。医学と生理学のあらゆる分野に影響を与えた」と,最大級の賛辞を贈りました。

 山中教授とともに受賞するガードン博士は今から50年前,体の細胞の中には,完全な個体を作るだけの遺伝情報が完全に保存されているということを最初に示しました。1962年,アフリカツメガエルのオタマジャクシの小腸上皮細胞から遺伝物質が入った核を取り出し,あらかじめ核を取り去っておいた卵の中に移植しました。するとその卵は分裂して正常な胚となり,無事にオタマジャクシになって泳ぎ出したのです。

 この発見は随分長い間,科学界からも疑いの目で見られていました。それまで,いったん腸や皮膚や骨などの細胞に分化した細胞が,個体を作るのに必要な遺伝子をすべて保持しているとは思われていなかったからです。ですが博士はその後,成体のカエルから取った核でオタマジャクシを作るなど数々の実験に成功し,それまでの定説をひっくり返しました。分化した細胞の核も,卵の中に入れてやれば万能性を取り戻し,丸ごとの個体を作れるということを証明したのです。

 ガードン博士が用いた体細胞の核移植という手法は,1997年に英国のイアン・ウィルムット博士が哺乳類に応用し,クローンヒツジ「ドリー」を作って世界を驚かせました。その後この方法は,マウス,ウシ,ブタなど様々な動物のクローン作りの標準的な手法となり,日常的に行われています。

 ですが細胞分化のプログラムを巻き戻すには,あくまで卵という環境の中に入れてやる必要があると思われていました。これを根底から覆したのが山中教授です。山中教授らは核移植の手法を使うことなく,複数の遺伝子を導入するだけで細胞を初期化できるのではとの予想を立てました。

 それまでの研究を参考に,絞り込んだ候補遺伝子は24種類。そして2006年,たった4個の遺伝子をマウスの皮膚細胞に入れてやるだけで,細胞が劇的にその性質を変え,あらゆる細胞に分化できる万能細胞となることを突き止めました。これがiPS細胞(人工多能性幹細胞)です。

 卵を使わず体細胞だけでどんな細胞も作れるという事実は,それまで研究と実用化の壁になっていた倫理的な懸念を払拭し,世界中で研究競争が始まりました。1年後の2007年には,米国のチームと先を争うように,ヒトの万能細胞の作製に成功しました。

 体細胞だけで作れるiPS細胞は,患者自身から取った細胞から病気の治療に必要な細胞を作りだして移植する再生医療の道を開きます。現在最も臨床応用に近いと見られているのは眼の病気である黄斑変性に対する細胞治療で,来年にも臨床試験が始まるとみられています。また,筋萎縮性側索硬化症(ALS)やパーキンソン病などの患者の体細胞から神経細胞を作り出し,シャーレの中で培養して,細胞が異常を起こす過程を解明したり,治療薬の効果や毒性を調べるといった研究にも威力を発揮します。このほか細胞をいったんiPS細胞に戻すことなく,直接別の細胞に変化させるなど,以前は考えられなかったような研究も進んでいます。

 ですが選考に当たった委員らが繰り返し強調していたのは,今回の賞はあくまで分化した細胞の分化のプログラムを初期化したという基礎的な発見に対して与えられたという点です。山中教授自身が繰り返し語っているように,実際に患者の役に立つ医療になるまでには,まだ多くの壁が残っており,10年単位の歳月が必要だと考えられています。そのため受賞は臨床などへのインパクトが明らかになってからではないか,との見方も出ていました。それを待たずして今回の授賞につながったのは,それだけこの発見が,生理学・医学に与えた影響が大きかったということにほかなりません。真に優れた基礎研究はそれ自体で評価するという,ノーベル財団の姿勢を示したとも言えると思います。(古田彩)

20121008
〔※写真:左が山中伸弥京都大学教授,右がJ. ガードン・ケンブリッジ大学名誉教授。2人の間に立つのはクローンヒツジドリーを作ったI. ウィルムット博士。(2008年4月撮影)〕

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