Кіт Генрі Стокман Кемпбелл почав вивчати ріст ембріонів і диференціацію клітин ще у двадцятому столітті у Великобританії. У 1995 році Кемпбелл і його наукова команда вперше використали клітини, вирощені та диференційовані в лабораторії, для клонування овець. Вони назвали цих двох овець Меган і Мораг. Кемпбелл і його команда також клонували у 1996 році вівцю з дорослих клітин, яку назвали Доллі. Доллі була першим ссавцем, клонованим зі спеціалізованих дорослих (соматичних) клітин за допомогою техніки перенесення ядра. Кемпбелл допоміг розробити методи клонування, які використовували звичайну форму клітин сполучної тканини (фібробласти). Окрім роботи в Інституті Росліна в Единбурзі, Шотландія, протягом більшої частини своєї кар’єри Кемпбелл також викладав у Ноттінгемському університеті в Англії. Більш детально про життя та наукову роботу вченого читайте на birminghamname.com.
Дитинство та навчання
Кіт Генрі Кемпбелл народився 23 травня 1954 року в Бірмінгемі, у родині Марджорі Регіни Сміт Кемпбелл і Генрі Стокмана Кемпбелла. У нього був молодший брат і сестра. У віці трьох років Кемпбелл і його сім’я переїхали в Перт, що в Шотландії, де він почав свою формальну освіту. Його мати зазначала, що хлопець був допитливим і авантюрним, він любив прогулянки на природі і їй часто доводилося вимітати жаб із сімейної кухні після того, як Кемпбелл приносив їх додому. Пізніше Кіт повернувся до Бірмінгема зі своєю родиною, коли йому було вже вісім років. Він залишався в місті до двадцяти одного року. Юнак навчався в гімназії короля Едуарда VI для хлопчиків на стипендію, хоча й не отримував відмінних оцінок.
Потім він розповідав, що йому не подобалася атмосфера цієї школи, тому у 1973 році він склав професійний іспит, який дав йому кваліфікацію медичного лаборанта у віці дев’ятнадцяти років. Кемпбелл працював у лікарні Selly Oak у Бірмінгемі. Потім він вступив до коледжу королеви Єлизавети в Лондоні, щоб вивчати мікробіологію. Юнак звільнився з роботи в лікарні в той же день, коли отримав національний сертифікат із медичних технологій. Сертифікат кваліфікував Кемпбелла, як медичного технолога.
У 1980 році Кемпбелл почав захист дисертації доктора філософії в Інституті Марії Кюрі в Окстеді. Він приєднався до групи під керівництвом Нутана Бішуна, яка вивчала хромосомні структури в клітинах. Бішун через хворобу мав покинути цей проєкт, незабаром після приєднання Кемпбелла, що залишило останнього без наставника. При цьому, Кемпбелл працював на самоті над докторською дисертацією протягом шести місяців до 1983 року.
Початок наукової діяльності
Здобувши ступінь доктора філософії, Кемпбелл повернувся до Шотландії. Він говорив, що йому подобаються катання на гірських велосипедах, піші прогулянки та прогулянки на природі, і він відчував, що Шотландія — це місце, де він може насолоджуватися цими видами діяльності та мати кар’єру за своїм вибором. Він став науковим співробітником на кафедрі зоології Единбурзького університету. Кемпбелл приєднався до групи під керівництвом Пітера Фантеса. Група працювала над контролем клітинного циклу Schizosaccharomyces pombe, виду дріжджів, які розмножуються шляхом ділення. В Единбурзі Кемпбелл познайомився з Мердоком Мітчісоном, який працював у клітинній біології та розробив дріжджі ділення, як модельну систему для вивчення клітинного циклу.
У 1989 році вчений залишив роботу в Единбурзі та розпочав іншу, отримавши стипендію в Університеті Данді, де він знову працював із Хатчінсоном над розвитком ембріона жаби. У своїх дослідженнях ембріонів жаб Кемпбелл вивчав клітинні ядра, і почав висувати гіпотезу про здатність перепрограмувати вже визначену клітину. У 1991 році науковець побачив оголошення про вакансію на посаду доктора наук в Інституті Росліна. Пізніше він зізнався, що бачив у цій можливості кращий спосіб забезпечити свою романтичну партнерку Анжелу та їх першу доньку Клер, а також зайнятися клонуванням.
Клонування овець
В Інституті Росліна Кемпбелл познайомився та подружився з Ієном Вілмутом, який очолював дослідницьку групу, яка зрештою клонувала Доллі. Він вивчав наслідки клонування шляхом перенесення ядра однієї клітини в іншу (ядерна трансплантація). За словами Вілмута, Кіт Кемпбелл вважав, що ключем до клонування є пересадка ядра в яйцеклітину під час другої стадії мейозу. Учений також змінив кількість фактора сприяння дозріванню, або MPF, модифікатора активності білка (кінази), який регулює клітинний цикл у багатьох клітинах тварин. Відтак, для цього дослідження Кемпбелл і Вілмут спочатку експериментували на ембріонах великої рогатої худоби.
Використовуючи методи, розроблені під час експериментів з ембріонами великої рогатої худоби, Кемпбелл і Вілмут спробували клонувати все ж таки овець, оскільки вони були дешевшими, ніж корови чи бики, і тому, що Інститут Росліна вже вирощував клітини овець у лабораторії.
Через два роки, в 1995 році, Кіт Кемпбелл успішно клонував двох ягнят уельської гірської породи, використовуючи ядра клітин ембріонів овець, вирощених у лабораторії. Учений почав із багатоклітинного ембріона вівці. Він використовував техніку механічного та ферментативного травлення, щоб роз’єднати клітини, та суспендувати окремі з них у рідині. Потім ці клітини помістили в культуральне середовище клітин і інкубували їх при тридцяти семи градусах за Цельсієм. Ці клітини були названі первинною культурою.
Через кілька днів Кемпбелл вийняв частину клітин із первинної культури та помістив їх у свіже культуральне середовище клітин, цей процес називається першим пасажем. Науковець неодноразово передавав клітини новим культурам від шести до тринадцяти разів, і використовував ядра з перенесених ембріональних клітин замість ядер зі стовбурових клітин або первинних культур ембріональних клітин, щоб клонувати двох ягнят.
Завершення експерименту
Потім дослідники пересадили ядра з перенесених клітин в ооцити, з кожного з яких було видалено оригінальне ядро, щоб сформувати ембріони, а потім імплантували ці ембріони сурогатним вівцям. Коли час народження ягнят наближався, Кемпбелл та інші члени команди щодня по черзі спостерігали за вівцями з опівночі до п’ятої ранку, щоби переконатися, що вагітні вівці не мають ускладнень. Ягнят, які народилися в 1996 році, звали Меган і Мораг, і вони були першими клонованими вівцями. Кемпбелл успішно трансплантував ядра з диференційованих ембріональних клітин, оскільки виявив, як перевести ці клітини в стан спокою. Цей стан спокою зазвичай недосяжний у стовбурових клітинах, але його можна досягти в диференційованих ембріональних клітинах.
Вілмут пояснив успіх експерименту гіпотезою Кемпбелла про те, що якщо видалити ядра з диференційованих ембріональних клітин на стадії G0 і пересадити їх в ооцити з високим MPF, то можна клонувати диференційовані ембріональні клітини. З успіхом Меган і Мораг, Кемпбелл наполягав на тому, що дослідники можуть клонувати овець із ядрами з повністю диференційованих дорослих клітин, а також із диференційованих ембріональних клітин. І він не помилився.
У 2008 році Кіт Кемпбелл, Ян Вілмут і Шінья Яманака в Японії отримали премію Шоу з медицини та наук про життя. Кемпбелл помер 5 жовтня 2012 року у віці п’ятдесяти восьми років.
Джерела: