Najsigurniji pokazatelj kako se u znanosti dogodio važan prodor jest kada se nešto, općenito smatrano nemogućim, ipak pokaže mogućim. Među brojnim otkrićima u ovom stoljeću, ono koje je možda i najbliže tom opisu jest uspjeh koji je Japancu Shinyi Yamanaki, zajedno s Britancem, Sir Johnom Gurdonom, donio Nobelovu nagradu 2012. godine.
Njihov je rad nadvladao važno biološko ograničenje živih organizama, a teško mu je i sagledati sve moguće primjene u budućnosti. Razvoj svakog ljudskog organizma započinje oplođivanjem jajne stanice. Ona u sebi nosi dovoljno informacija kako bi iz nje nastao čovjek, građen od trilijuna stanica. To je analogno izgradnji višemilijunskog velegrada, sa svim svojim zgradama i infrastrukturom, iz jedne jedine cigle, njezinim upornim dijeljenjem.
Čudesna osobina tog procesa jest što mikroskopski sićušne stanice znaju kako zauzeti svoje točno mjesto u prostoru, stvarajući oblike poput tijela čovjeka, ali i konja, žirafe, dupina i drugih vrsta. No, još je čudnije što iz prve stanice, njezinim dijeljenjem i prijepisom uvijek iste informacije, postupno nastaju različite vrste stanica: stanice kosti, srčanog mišića, sluznice želuca, zjenice oka, kao i neuroni u mozgu.
Gledane pod mikroskopom, tako specijalizirane stanice više uopće ne sliče jedna drugoj, iako su sve nastale iz istih, tzv. matičnih stanica.
Očito, matične stanice imaju svojstvo “pluripotentnosti”, pa se iz njih mogu razviti različiti tipovi stanica.
Znanstvenici su oduvijek smatrali kako je taj proces, koji nazivamo diferencijacijom, isključivo jednosmjeran. Teško je bilo zamisliti kako bi usko specijalizirane stanice mogle ponovno postati pluripotentnima. Ipak, sve specijalizirane stanice odraslog organizma i dalje u svojoj jezgri sadrže istu genetsku informaciju koju je imala i prva stanica, jer su nastale njezinim neprekidnim dijeljenjem.
Sir Johna Gurdona zanimalo je, stoga, što bi se dogodilo kada bismo iz tek oplođene jajne stanice neke žabe izvadili jezgru, te je zamijenili jezgrom već specijalizirane stanice neke odrasle žabe.
Da li bi se tada mogao ponovo razviti čitav organizam, tj. “klon” odrasle žabe?
Davne 1962. godine, John Gurdon je iz oplođene jajne stanice žabe izvadio izvornu jezgru, a ubacio jezgru iz stanice crijeva odrasle žabe. Razvila se čitava nova žaba.
Time je dokazao kako i specijalizirane stanice razvijenog organizma sadrže svu potrebnu informaciju da se iz njih razviju ne samo sve vrste stanica, već i čitav novi organizam. Činilo se kako bismo iz svake od trilijuna naših stanica, ovakvim kloniranjem, ponovno mogli nastali mi sami. Ograničenje daljnjem razvoju i primjeni tih istraživanja činila je potreba za oplođenim jajnim stanicama, ili pak matičnim stanicama iz rane faze razvoja embrija, što je izazivalo etičke dvojbe. Japanac Shinya Yamanaka pretpostavio je, međutim, kako stanice prelaze iz matičnih u specijalizirane tako što se aktivnost nekih gena u njima gasi. Pomislio je kako bi, reaktivacijom nekih gena, možda morao reprogramirati specijalizirane stanice da se same vrate u stanje pluripotentnosti – bez potrebe za embrijskim stanicama i prijenosom jezgre. No, gena je bilo više od 20.000. Yamanaka je izabrao 24 transkripcijska faktora, tj. proteina koji upravljaju uključivanjem i isključivanjem gena, a za koje je znao da su iznimno aktivni u matičnim stanicama. Genetskim inženjeringom reaktivirao je njihovu proizvodnju u specijaliziranim stanicama.
U 2006. godini, došao je do otkrića u koje isprva nitko nije vjerovao, dok ga i drugi laboratoriji diljem svijeta nisu potvrdili. Bilo je dovoljno aktivirati samo četiri transkripcijska faktora – poznate kao Myc, Oct3/4, Sox2 i Klf4 – kako bi se zrele, specijalizirane stanice mišjeg vezivnog tkiva prevele natrag u tzv. inducirane matične stanice. Iz njih je sada ponovo mogla nastati bilo koja druga stanica, ali i čitav novi organizam. Zahvaljujući Yamanaki, izbjegnute su brojne etičke dvojbe. Matične stanice iz embrija više nisu potrebne. Iz specijaliziranih stanica vlastitog organizma moguće je danas dobiti inducirane matične stanice. Svaka se takva stanica zatim može potaknuti na izrastanje u nov, klonirani ljudski organizam, ili pak bilo koji njegov dio – organ ili tkivo. Uz to, danas već možemo genetskim inženjeringom namjerno izmijeniti vlastitu genetsku uputu, stvarajući zalihe poboljšanih rezervnih organa.
Tehnološki, gotovo ništa više ne stoji na putu toj mogućnosti, no etičke su dvojbe goleme. Neki misle kako će kloniranje unaprijeđenih verzija vlastitih organa započeti već ubrzo, te će vremenom postati općeprihvaćeno, kao što je bila i umjetna oplodnja, dok se drugi snažno protive takvoj vrsti napretka.