Nauka po ludzku. Susan Lee Lindquist (1949-2016)

Nauka to często profesja dziedziczna, ale nie w przypadku Susan Lindquist. Naukowcami nie byli jej rodzice, nie zostały nimi jej dwie córki. Susan też nie była wyłącznie naukowcem. Artykuły wspomnieniowe, których wyjątkowo wiele napisano po jej śmierci, ukazują ją także jako oddaną córkę, siostrę, żonę, matkę, przyjaciółkę i – oczywiście – mentora dziesiątek, jeśli nie setek młodych badaczy.

Miała wiele pasji i zainteresowań, lubiła tańczyć i czytać, a swoje publikacje – na które dla samej ich wartości naukowej czekało się jak na wydarzenie – pisała piękną angielszczyzną.

Nie była wyłącznie naukowcem, choć chyba nie da się być naukowcem bardziej, niż ona była. W osobie Susan Lindquist współczesna biologia straciła postać wybitną, postać-instytucję, szanowaną przez wszystkich, kochaną przez wielu.

* * *

Dzieciństwo spędziła w powojennym Chicago – wielokulturowym mieście z powieści Saula Bellowa – pod okiem rodziców i w towarzystwie dwóch braci. Jej rodzice – first generation Americans, a więc dzieci imigrantów z Europy do Ameryki – łączyli w sobie przywiązanie do nowej ojczyzny z żywą jeszcze pamięcią o europejskich korzeniach. I to korzeniach sięgających dwóch przeciwległych krańców Europy. We wspomnieniu napisanym przez jej przyjaciółkę, Elaine Fuchs, znajdziemy zapadające w pamięć zdanie, że po matce – Włoszce z pochodzenia – Susan odziedziczyła żywiołowy temperament i zdolności kulinarne, zaś po ojcu – Szwedzie – optymizm i dobre serce.

Matka zajmowała się domem, ojciec pracował najpierw jako budowniczy, a później jako doradca podatkowy. Sami niewykształceni, zachęcali swoje dzieci do nauki, niemniej w przypadku córki oczekiwali, że z czasem skupi się na tradycyjnej kobiecej roli – założeniu rodziny i prowadzeniu domu. Tymczasem Susan od dzieciństwa snuła marzenia nieco inne, a nie bez wpływu była tu zapewne jedna z jej wczesnych lektur – biografia pierwszej kobiety-lekarki w Stanach Zjednoczonych, Elizabeth Blackwell.

Pamiętam, jak pewnego razu siedziałam z babcią i mamą – wspominała (ledwie przed rokiem!) w rozmowie z dziennikarzem „The Scientist”. – Wtedy przyszedł wujek i zapytał, kim chciałabym być, gdy dorosnę. Odpowiedziałam: „doktorem”. Osłupiał – oczekiwał, że powiem „pielęgniarką” albo „aktorką”. Mama i babcia śmiały się, mówiąc coś w stylu: „Dzieci to dopiero opowiadają niesłychane rzeczy”. Cóż, dorastałam w czasach, gdy od kobiet oczekiwano, że nie będą robiły niczego ciekawego.

Dający się słyszeć w ostatnim zdaniu bunt wobec zastanych norm – zwłaszcza dotyczących roli kobiet w społeczeństwie – to ważny element osobowości Susan, ale potrafiła łagodzić go wyrozumiałością wobec innych. Widać to zwłaszcza w jej wypowiedziach na temat rodziców, którym miała poniekąd za złe, że odwodzili ją od kariery naukowej, lecz o których mówiła mimo to wyłącznie z czułością (a czasem – jeśli wierzyć autorce jednego z wywiadów – ze łzami). Matka Susan mieszkała przez ostatnie lata życia z rodziną córki.

Z dzieciństwa Susan lubiła wspominać jeszcze nauczycielkę z podstawówki, panią Davis, która potrafiła „uczynić naukę naprawdę interesującą”. A zwłaszcza pamiętała tę jedną – z pozoru zwykłą, ale dla niej szczególną – lekcję, na której nauczycielka kazała zamknąć książki i napisała na tablicy pytanie: „Co to jest życie?”, uczniowie zaś musieli podsuwać odpowiedzi.

* * *

Lubię czytać wspomnienia Susan tego typu, a trochę udało mi się ich znaleźć po artykułach i wywiadach. Miała dar malowania przed słuchaczem konkretnych scen i przekazywania w ten sposób prostych, ale – nieodmiennie ma się takie wrażenie – szczerych uczuć, które w jej pamięci wiązały się z danym wydarzeniem. A szczególnie rzuca się w oczy to, że zawsze pamietała, by wyrazić wdzięczność wobec osób, które wpłynęły na jej życie – czy to jej rodziców, czy właśnie owej nauczycielki ze szkoły podstawowej, czy potem wykładowców, mentorów, współpracowników, kolegów po fachu.

Taki przykład: naukowcy zwykle wspominają o tych, którzy zajmowali się danym problemem badawczym przed nimi czy też równolegle do nich, ale to wspominanie w wydaniu Susan miało w sobie jakby więcej sympatii i – właśnie – wdzięczności. Na przykład niejaki Brian Cox – genetyk dziś zapomniany, a i w czasach swojej aktywności nie jakoś szczególnie sławny – okazuje się dla niej „wspaniałym” „cichym bohaterem”. Dlaczego? Bo jego prace, choć publikowane w mniej prestiżowych czasopismach, były „rzetelne” i „piękne” (metodologiczny rygor i estetyka badań to coś, co Susan zawsze ceniła, chyba bardziej niż zewnętrzną efektowność odkryć), ale przede wszystkim dlatego, że nie czekał z publikowaniem zaskakujących obserwacji, których dokonywał w laboratorium, na moment, w którym potrafiłby te obserwacje wyjaśnić. I Susan mimochodem rzuca jakże trafną uwagę – jakby w duchu Barbary McClintock – że biologia jest pełna dziwnych obserwacji, że właśnie dopiero po połączeniu kilku z nich czasem da się znaleźć jakiś wyjaśniający je mechanizm – a w związku z tym powinno się je publikować. Wspominając w tym samym wywiadzie innego kolegę po fachu, Reeda Wicknera, Susan zwraca z kolei uwagę na wyobraźnię, z jaką potrafił proponować różne modele wyjaśniające obserwowane zjawisko. A w innej rozmowie jej wykładowca z czasu studiów, Samuel Kaplan, dostaje pochwałę za to, że omawiał historyczne eksperymenty, które leżą u podstaw wiedzy z biologii. I tak dalej.

Niech wolno mi będzie powiedzieć, że ja nauczyłem się od Susan Lindquist – obserwując ją niestety tylko z oddali (zza oceanu!) – przede wszystkim tego, że dobrze jest pamiętać z wdzięcznością o wszystkich tych, od których czegoś się nauczyliśmy.

* * *

Jedna rzecz odróżnia jej historię od typowej „biografii naukowca” – towarzyszące jej wciąż, chyba na każdym etapie kariery, zdziwienie, że tak daleko zaszła, i powątpiewanie, że może osiągnąć coś więcej. Przez to jej opowieść zdaje się być – bardziej niż historie innych sławnych naukowców – opowieścią „zwykłego śmiertelnika”. I jakby łatwiej iść, w takim czy innym sensie, za jej przykładem.

Zaskoczeniem była więc dla niej propozycja otrzymana na trzecim roku studiów, by zamiast dorabiać jako kelnerka złożyła podanie o stypendium badawcze i pracowała po wykładach w laboratorium (dodajmy, że pracy kelnerki nie lubiła i to wówczas zdecydowała w sercu, że w przyszłości chce pracy, „w której się więcej siedzi”).

Zaskoczeniem było przyjęcie na doktorat na Uniwersytecie Harvarda („Pamiętam widok wielkich drzwi budynku mieszczącego laboratoria biologiczne i moment, w którym położyłam dłoń na klamce, lecz nie miałam odwagi jej nacisnąć”).

Zaskoczeniem było otrzymanie stałego etatu profesorskiego na Uniwersytecie Chicagowskim.

Czy była nim również propozycja stanowiska kierownika Instytutu Whiteheada – prestiżowej placówki wchodzącej w skład podbostońskiego MIT – trudno powiedzieć, bo wtedy, w 2001, Susan była już sławna. W każdym razie propozycję przyjęła i przez trzy lata piastowała tę funkcję (jako pierwsza kobieta), a następnie została w nowym miejscu jako profesor. Chicago było wygodniejsze – mieszkała pięć minut od laboratorium i mogła częściej widzieć się z dziećmi – ale to pod Bostonem w pełni rozwinęła skrzydła, powiększając grupę i rozszerzając zakres badań.

* * *

Z przedostatnim z wymienionych wydarzeń – otrzymaniem pierwszego stałego etatu – wiąże się pewna historia, która pokazuje, że powątpiewanie stawało się dla Susan niespodziewanym źródłem motywacji do dalszych odważnych działań. Po doktoracie wróciła do rodzinnego Chicago i podjęła pracę na tamtejszym uniwersytecie. Będąc jeszcze na tymczasowym kontrakcie juniorskim – który w amerykańskim systemie poprzedza tenure, czyli kontrakt stały – Susan zdecydowała, że zmieni organizm modelowy, którym się zajmuje, z muszki owocowej na drożdże. Była końcówka lat 70. i Terry Orr-Weaver, Jack Szostak i Rodney Rothstein odkryli właśnie stosunkowo prostą metodą unieszkodliwiania wybranych genów w drożdżach, czyniąc z tego organizmu najlepszy eukariotyczny system do badań genetycznych – lepszy niż popularna od czasów Thomasa Hunta Morgana muszka owocowa. Tak więc przejście „na drożdże” dawało duże możliwości – i miało rzeczywiście umożliwić wiele odkryć – niemniej wiązało się z reorganizacją całej pracy badawczej. Koledzy odradzali Susan tak ryzykowne kroki przed otrzymaniem tenure. Ta jednak postawiła na swoim: „Jak dla mnie to już był cud, że otrzymałam tymczasowy kontrakt i cieszyła mnie perspektywa choćby kilku lat na wydziale. Chciałam jednak robić w tym czasie to, co wydawało mi się najbardziej fascynujące”. Właśnie zwątpienie stało się więc źródłem motywacji, czy raczej – odwagi. Odwagi, która została od tego czasu w Susan na dobre.

Zapadły mi jeszcze w pamięć jej słowa na często poruszany w środowisku akademickim temat „kobieta-naukowiec a dzieci”. Według Susan wychowywanie dzieci nawet pomaga w karierze naukowej, na dwa sposoby: bo są one źródłem pociechy, potrzebnej w stresującej pracy , oraz dlatego, że przez swoją nieobliczalność przerywają nasz proces myślowy, a przez to sprzyjają kreatywności i świeżości myśli.

* * *

Kariera Susan zaczęła się od doktoratu u Matthew Meselsona, jednego z ojców biologii molekularnej (dla wtajemniczonych: współodkrywcy mRNA i semikonserwatywnego mechanizmu replikacji DNA). W tamtym czasie, to jest w latach 70., był on zajęty głównie działalnością w komitecie do spraw eliminacji broni chemicznej i biologicznej („Nigdy go nie było” – mówiła Susan w jednej z rozmów), niemniej jego grupa kontynuowała badania fundamentalnych procesów komórkowych – w tym mechanizmu ekspresji genów. Nieobecność szefa sprawiała, że podopieczni musieli sami planować swoje projekty. „To była najlepsza edukacja, jaką mogłam otrzymać” – twierdziła Susan.

A więc ekspresja genów. Gen to fragment DNA odpowiadający „przepisowi” na jedno białko: kolejność zasad azotowych w genie odpowiada kolejności aminokwasów w białku (zarówno geny, jak i białka, są liniowymi łańcuchami złożonymi z ogniw ograniczonej liczby rodzajów). Kolejność aminokwasów w białku przekłada się z kolei na jego budowę, białko to bowiem coś w rodzaju rozciągniętej sprężyny, która w zależności od składających się na nią elementów jest naprężona w określony sposób i w związku z tym zwija się w taki czy inny kształt. Ów kształt oraz własności chemiczne znajdujących się na powierzchni aminokwasów określają funkcję, jaką białko może wykonać w komórce. Droga od nieaktywnego „przepisu” do funkcji – od genu do białka (produkowanego w wielu, czasem bardzo wielu kopiach) – to właśnie ekspresja genu. W pewnym sensie jest to podstawowy proces molekularny w organizmach żywych.

Genów są oczywiście w każdym genomie tysiące i to, które z nich są aktywne w danej komórce i w danej sytuacji, i w jakim stopniu, podlega regulacji (pamiętajmy, że poszczególne komórki danego organizmu posiadają ten sam zestaw genów, a jednak różne zestawy białek – a i ta sama komórka zmienia swój repertuar białkowy w czasie). O mechanizmach regulacji ekspresji coś tam było wiadomo już wcześniej – choćby dzięki przełomowym odkryciom w wirusach i bakteriach w latach 60. – niemniej wiele pozostawało do odkrycia. A o odkrycia takie niełatwo, bo przecież DNA i białek nie widać gołym okiem; potrzeba metod, by dowiedzieć się coś na ich temat nie wprost.

Podczas doktoratu Susan gruntownie opisała jeden przykład regulowanej ekspresji genów: nagłego aktywowania tak zwanych genów szoku cieplnego w odpowiedzi na podwyższoną temperaturę. Zjawisko zostało wcześniej zaobserwowane przez Włocha Ferruccio Ritossę w śliniankach muszek, ale miało jedynie status ciekawostki. Susan usłyszała o dziwnym zjawisku od koleżanki z korytarza i postanowiła uczynić z niego model ogólnych praw ekspresji genów. W swoich badaniach, prowadzonych przy użyciu laboratoryjnej hodowli komórek muszki owocowej, pokazała, że ekspresja regulowana jest zarówno na poziomie transkrypcji, jak i translacji (to jest na obydwu etapach drogi od genu do białka), i że dochodzi do sprzężenia zwrotnego, w wyniku którego produkty procesu (białka) wpływają na własną produkcję.

* * *

Na publikacjach z tego okresu Susan podpisywała się nazwiskiem swojego pierwszego męża. Małżeństwo było chyba krótkotrwałe (nie lubiła o nim mówić). Po rozwodzie wróciła na stałe do szwedzkiego nazwiska ojca.

Drugiego męża i ojca jej dwóch córek – Edwarda Buckbee’ego – poznała na parkiecie tanecznym. Był wówczas wykładowcą dawnej literatury francuskiej na Uniwersytecie Chicagowskim, później pracował jako przedsiębiorca. Tworzyli zgraną parę.

* * *

Po doktoracie uwaga Susan skupiła się na tajemniczej funkcji białek, które powstają w wyniku ekspresji wspomnianych genów szoku cieplnego – a więc po prostu białek szoku cieplnego (ang. heat shock proteins, w skrócie Hsp). Poszczególne białka z tej grupy noszą nazwy od ich przybliżonej masy molekularnej (w kilodaltonach) – jedno z najważniejszych, występujące u większości organizmów od bakterii po człowieka, to Hsp90. To między innymi w laboratorium Susan odkryto, że białko to – samo obdarzone szczególną stabilnością – pomaga innym białkom w komórce utrzymać bądź odzyskać odpowiedni kształt w sytuacji, gdy warunki fizykochemiczne są niekorzystne – na przykład gdy podwyższona temperatura sprawia, że białka zaczynają się „rozpuszczać”.

Tak więc Hsp90 (i wiele innych białek szoku cieplnego) spełnia funkcje pomocnicze czy też ochronne w stosunku do innych białek. Grupa Susan pokazała następnie, że pomocy w utrzymaniu odpowiedniej budowy szczególnie potrzebują zmutowane wersje białek, w których – w wyniku zmian w DNA – niektóre aminokwasy zostały zastąpione innymi.

Było to – co Susan rozpoznała bardzo wcześnie – odkrycie o wielkim znaczeniu, bo mutacja białek to podstawowy mechanizm ewolucji – zarówno ewolucji organizmów, jak i patologicznej ewolucji komórek rakowych u człowieka (rak polega przecież w dużej mierze na Darwinowskiej „walce o przetrwanie” między komórkami raka i resztą organizmu). Aby zaś białko zmieniło swoją funkcję, muszą zajść zmiany w jego sekwencji aminokwasów, a te – przynajmniej z początku, przy pierwszych mutacjach – sprawiają, że staje się mniej stabilne i łatwiej się „rozplata”, tracąc jakąkolwiek funkcję. Dopiero kolejne mutacje stabilizują strukturę zmienionego białka. Susan pokazała, że Hsp90 pomaga białkom przejść przez „trudny okres” pierwszych mutacji, w pewnym sensie w ogóle umożliwiając ewolucję.

Dodajmy, że ważny wkład w badania białek szoku cieplnego mieli także polscy biochemicy związani z Uniwersytetem w Gdańsku, zwłaszcza Maciej Żylicz, Krzysztof Liberek, Jarosław Marszałek i Alicja Wawrzynow.

* * *

Wśród publikacji Susan jest (przynajmniej) jedna nienaukowa – wykład na pięćdziesięciolecie Amerykańskiego Towarzystwa Biologii Komórkowej o „trzech bardzo różnych rzeczach, które mają dla mnie znaczenie”. Pierwsza „rzecz” to rady dla młodych: przede wszystkim ta, by się „ruszać”, ale niekoniecznie fizycznie (Susan, całą karierę spędziwszy w dwóch ośrodkach, Bostonie i Chicago, nieco krytycznie patrzyła na mobilność dla samej mobilności), raczej w sensie posiadania szerokich horyzontów i rozmawiania z przedstawicielami innych dziedzin (zwłaszcza z inżynierami i lekarzami, u których ceniła zmysł praktyczny i „odwagę” myślenia).

Drugi punkt to apel o więcej uprzejmości pomiędzy naukowcami. Nie musimy czynić nauki „łagodniejszą” (w sensie: łatwiejszą) – pisze Susan – ale musimy uczynić ją bardziej ludzką.

I wreszcie punkt trzeci, najciekawszy. Susan pisze o „duchowości” („wrodzonej i godnej podziwu ludzkiej skłonności”), i to niewątpliwie w sensie religijnym (choć niekonfesyjnym) – ale włączając w jej obręb naukę. To, że potrafimy odkrywać prawa przyrody i rozwiązania rozmaitych problemów – a także sam proces tego odkrywania: spotkania między naukowcami, wymiana idei itd. – jawi się Susan swego rodzaju cudem i źródłem radości i „wiary”.

* * *

Powyżej napisałem, że „aby białko zmieniło swoją funkcję, muszą zajść zmiany w jego sekwencji aminokwasów”. Rzeczywiście, z reguły tak jest, bo każda sekwencja aminokwasów odpowiada jednej określonej strukturze białkowej. Istnieją jednak białka – tak zwane priony – które bez zmian w sekwencji mogą przyjmować różną formę i w związku z tym zmieniać swoją funkcję. Kontynuując przywoływaną wcześniej metaforę, można wyobrazić je sobie jako takie „rozciągnięte sprężyny”, które – w zależności od tego, jak się na nie działa z zewnątrz – mogą zwinąć się w każdy z dwóch stabilnych kształtów. Proces ten jest w przypadku prionów „autokatalityczny”: na przykład w chorobach prionowych u ludzi i zwierząt hodowlanych niewielka ilość białka w toksycznej formie wprowadzona do organizmu katalizuje zwijanie się w tęże toksyczną formę cząsteczek tego samego białka naturalnie występujących w organizmie. Grupa Susan brała udział w wyjaśnieniu tego mechanizmu na przykładzie drożdży, gdzie priony nie są nośnikiem choroby, lecz zjawiskiem jak najbardziej fizjologicznym. Jak się okazuje, istnieją liczne szczepy drożdży odznaczające się szczególnymi własnościami, które nie biorą się z różnic w sekwencji DNA, a jedynie z formy, jaką przyjmują cząteczki któregoś z drożdżowych prionów.

Atrakcyjność badań Susan brała się z połączenia ciekawych tematów badań, eleganckiej metodologii i – co szczególnie ważne – spekulacji nad znaczeniem dokonanych odkryć, spekulacji czasem nieco szalonej i przez to sceptycznie przyjmowanej przez otoczenie, ale przecież mającej ostatecznie na celu formułowanie nowych hipotez i sprawdzanie ich w kolejnych skrupulatnie przeprowadzanych eksperymentach.

A przy tym jej badania promieniują jakąś szczególną radością.

* * *

W niedawno czytanej książce znalazłem taki fragment (autorstwa rosyjskiego pisarza Dymitra Fiłosofowa): „W pewnej starej francuskiej komedii pan Perrichon, typowy francuski mieszczuch, zachwyca się szczytem Mon Blanc i rozważa kwestię: ja i Mont Blanc. Efekt jest wyjątkowo komiczny. Okazuje się jednak, że jakiekolwiek wspomnienia bez Ja […] technicznie są po prostu niemożliwe”. Niech więc i tak będzie, że na koniec tego wspomnienia znajdzie się pewne „ja i Mont Blanc”. Susan Lindquist widziałem w życiu chyba dwa razy, na konferencjach, raz rozmawiałem dłużej z kilkoma członkami jej zespołu. Do grupy tej dołączył niedawno także mój znajomy. Była ona osobą znaną w moim środowisku, często się o niej mówiło. Czytałem wiele publikacji jej autorstwa, a teraz, powodowany jakimś szczególnym smutkiem po jej przedwczesnym odejściu (zmarła na raka, zaledwie rok po diagnozie) – chyba wszystkie teksty wspomnieniowe, jakie ukazały się na jej temat. Niestety nic więcej mnie z jej osobą nie łączy, a jednak jest dla mnie kimś ważnym.