Стэнли Майкл Гартлер (родился 9 июня 1923 года) — американский клеточный и молекулярный биолог и генетик человека . Он был первым ученым, предложившим убедительные доказательства клональности человеческих раковых заболеваний. Он показал, что клетки HeLa заразили многие клеточные линии, считавшиеся уникальными. В настоящее время Стэнли Гартлер является почетным профессором медицины и геномных наук в Вашингтонском университете .
Гартлер родился в Лос-Анджелесе , Калифорния, в 1923 году [1] в семье румынских иммигрантов Джорджа Гартлера и Дельвиры Купферберг. Сестра Гартлера, Аделина Гартлер, родилась 26 сентября 1921 года.
Гартлер учился в государственной школе в Лос-Анджелесе и два года проучился в университете ( UCLA ), прежде чем поступить на службу в Военно-воздушные силы во время Второй мировой войны . [1] Он служил радистом и пулеметчиком на B-26 и совершал боевые вылеты в составе 9-й воздушной армии . [2] После войны, по закону о военнослужащих , он получил высшее образование в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе по специальности «сельское хозяйство». Он встретил свою будущую жену Мэрион Митчелсон на новогодней вечеринке в 1947 году, и они поженились в ноябре 1948 года. [3] Проработав год на ферме в долине Сан-Хоакин, Гартлер поступил в докторантуру по генетике в Калифорнийском университете в Беркли в 1949 году. [2] [3] Первоначально он намеревался применять генетику в сельском хозяйстве, но ближе к концу своей аспирантуры он сменил сферу деятельности и решил заняться генетикой человека, записавшись на курс, который вел Курт Стерн . [1]
В 1952 году Гартлер начал постдокторантскую стажировку в области общественного здравоохранения в Колумбийском университете , чтобы изучать генетику человека, [4] которую он завершил в течение пяти лет. [3] [2] В 1957 году Гартлер был нанят Арно Г. Мотульски, чтобы присоединиться к его недавно созданному Отделению медицинской генетики на медицинском факультете Вашингтонского университета в Сиэтле . [1] [2] [5] Гартлер был одним из основателей Отделения генетики Вашингтонского университета в 1959 году. [4] Стэнли стал почетным профессором в 1993 году. [2]
В 1965 году Стэнли Гартлер и его коллега Дэвид Линдер смогли продемонстрировать клональность опухолей у женщин человека, используя событие ( инактивацию Х-хромосомы ), которое происходит на ранних стадиях развития у самок млекопитающих. Инактивация Х-хромосомы случайным образом подавляет большинство генов на одной из двух Х-хромосом в каждой клетке эмбриона . Таким образом, самка становится мозаичной для любого сцепленного с Х-хромосомой гена, по которому она гетерозиготна , и нормальные ткани, следовательно, состоят из почти равной смеси клеток, экспрессирующих два разных фенотипа . [6] Гартлер рассуждал, что если опухоль начинается из одной клетки, то все клетки этой опухоли должны экспрессировать один и тот же, единственный сцепленный с Х-хромосомой аллель. Исследуя экспрессию различных изоферментов локуса глюкозо -6-фосфатдегидрогеназы (G6PD), сцепленного с полом , у гетерозиготных женщин Гартлер и Линдер продемонстрировали, что клетки опухоли лейомиомы , даже те, что получены из раковых опухолей, состоящих из миллиардов клеток, экспрессируют только одну форму маркера, тогда как даже небольшие участки нормальной ткани содержат клетки, экспрессирующие обе формы маркера. Это открытие согласуется с ростом одной клетки-основателя в опухоль. [7] [8] Клональное происхождение различных опухолей с тех пор подтверждалось много раз, как изначально благодаря работе Гартлера с младшим коллегой Филиппом Дж. Фиалковым, [9] [10] так и другими группами.
В 1967 году Гартлер заинтересовался созданием системы для изучения генетики человека в культуре соматических клеток . Первоначально он изучил восемнадцать (предположительно) независимо полученных установленных линий человеческих клеток, полученных из Американской коллекции типовых культур , включая HeLa . Исследуя изоферменты , он типировал их для ряда генетических полиморфизмов, включая сцепленный с Х-хромосомой вариант G6PD . Клеточные линии оказались генетически идентичными, и, более того, все несли аллель G6PD, обнаруженный почти исключительно у людей африканского происхождения. HeLa, которая была первой успешно установленной линией человеческих клеток, была получена от женщины африканского происхождения по имени Генриетта Лакс , поэтому этот результат предполагал, что клеточные линии не были по-настоящему независимыми, а вместо этого были загрязнены клетками HeLa. [11] [12]
В то время не осознавалось, что почти все попытки создать культуры человеческих клеток приводили к клеточным линиям с ограниченной продолжительностью жизни . Доктор Джордж Гей , создатель HeLa, отправлял эти клетки всем, кто их запрашивал, и проблема загрязнения возникла из-за того, что многие работники выращивали бессмертную клетку HeLa и смертные штаммы человеческих клеток в непосредственной близости. Поскольку использование генетических маркеров для характеристики и различения клеточных линий в то время практически не существовало, случаи загрязнения от HeLa оставались незамеченными. Несмотря на доказательства, изначально идея лабораторных ошибок, приводящих к перекрестному загрязнению культур, не была общепринятой: альтернативное объяснение состояло в том, что, когда культуры становились устойчивыми, их фенотип G6PD изменялся. [13] Оригинальная статья Гартлера в Nature пошла на то, чтобы отвергнуть эту возможность, обследовав более 100 опухолей, чтобы выяснить, было ли фенотипическое изменение либо в G6PD, либо в PGM , а также попробовав другие экспериментальные подходы для проверки этой идеи. Он пришел к выводу, что «все доказательства, по-видимому, указывают на стабильность фенотипов G6PD и PGM как in vivo , так и in vitro ». [12] Дальнейшие доказательства против возможности фенотипической конверсии появились, когда Нелли Ауэсперг и Гартлер идентифицировали действительно независимо созданную линию человеческих клеток, которая, как они показали, демонстрирует уникальные генетические маркеры.
В настоящее время перекрестное загрязнение культур является общепринятым риском при создании клеточных линий, и существует множество генетических маркеров, позволяющих точно охарактеризовать культуры человеческих клеток. Однако проблема перекрестного загрязнения культур не устранена. Уолтер Нельсон-Риз занялся этим вопросом примерно через десять лет после первоначального отчета Гартлера и продолжал писать об этой проблеме в течение почти 25 лет.
Дальнейшая карьера Гартлера отражала его постоянный интерес к Х-хромосоме и инактивации Х-хромосомы. Такая работа включала открытие наличия двух функциональных Х-хромосом в ооцитах [14], что продемонстрировало связь между синдромом ломкой Х-хромосомы и задержкой репликации FMR1 [15] [16] , а также идентификацию DNMT3B как гена, лежащего в основе синдрома иммунодефицита-центромерной нестабильности-аномалий лица [17] , первого признанного заболевания человека, связанного с гипометилированием.
В 1991 году эволюционный биолог Ли Ван Вален выдвинул аргумент о том, что линия клеток HeLa представляет собой новый вид микроорганизмов, который он предложил обозначить как Helacyton gartleri в знак признания работы Гартлера. [18]