Секреты наследственности человека - Афонькин Сергей Юрьевич (полные книги .txt) 📗
Другие исследователи проделали подобные эксперименты на леопардовых лягушках, вводя в икринки ядра эритроцитов взрослых особей (в отличие от млекопитающих, у земноводных эритроциты с ядрами). В результате серийных пересадок нм также удавалось получить головастиков, но дальше дело не шло. Вот если подсаживать в икринки ядра, выделенные на самых ранних стадиях дробления оплодотворенного яйца, тогда удастся получать взрослых лягушек.
Однако кого удивишь подобными экспериментами, если сама природа ставит их достаточно часто. Вспомните рождение однояйцовых близнецов! Ведь это не что иное, как естественный способ клонирования! Из клетки, возникшей в результате первого, второго или даже третьего деления зиготы, может развиться полноценный зародыш, который потом превращается во взрослый организм. Вопрос, таким образом, по-прежнему заключался в том, можно ли вырастить взрослое позвоночное из одной специализированной клетки его тела. Опыты на амфибиях давали отрицательный результат.
Скандал с мышами
Быть может, другие лабораторные животные окажутся более подходящими объектами для подобных экспериментов? Действительно, в 1981 г. в солидном международном журнале «Селл» («Клетка») появилась публикация К. Ильменей и П. Хоппе, описывающая их сенсационные опыты на мышах. В тонкую стеклянную пипетку они засасывали ядро из клетки мышиного эмбриона на ранней стадии развития (из бластоцисты) и помещали его в оплодотворенную мышиную яйцеклетку (зиготу). Собственные, еще не успевшие слиться два ядра зиготы — мужское и женское — удаляли в конце операции с помощью той же пипетки. Всего таким образом было прооперировано 363 зиготы. 16 из них после прохождения первых стадий развития были подсажены в матки мышиных самок, заранее подготовленных к подобной операции. В результате на свет появились три вполне нормальных мышонка!
Итак, победа? Пусть клетки для подобных опытов брались не от взрослой мыши, а лишь от эмбрионов, но новорожденные мышата — это вам не головастики, не способные превратиться в лягушку! Ничто не мешало им вырасти во взрослых мышей, которые являлись бы рукотворным клоном, то есть полученными в эксперименте близняшками с абсолютно одинаковыми наборами генов! Все было бы прекрасно, сели бы не одно обстоятельство. Другим исследователям никак не удавалось воспроизвести эти блестящие результаты. Лишенные собственных ядер мышиные зиготы с введенными ядрами, взятыми от восьми, четырех и даже двух клеточных зародышей, развивались в лучшем случае лишь до стадии маленького шарика из клеток (до бластоцисты). Никаких эмбрионов, не говоря уже о новорожденных мышатах, не получалось. В воздухе запахло скандалом, а по биологическим лабораториям и институтам мира поползли слухи о сознательной подтасовке результатов, представленных К. Ильменей и П. Хоппе. Те, в свою очередь, ссылались на свой уникальный методический опыт и виртуозную технику экспериментов.
Лишь в начале девяностых годов результаты К. Ильменей и П. Хоппе частично удалось воспроизвести японским исследователям, которые работали с 2-, 4- и 8-клеточными мышиными эмбрионами, используя новые приемы работы. Они синхронизировали клетки-доноры ядер и зиготы-реципиенты, останавливая их на первой стадии клеточного цикла. Для успешной пересадки ядра и активации прооперированной зиготы применялись слабые электрические импульсы. В результате японским биологам удалось довести дело до рождения живых мышат.
В результатах этих опытов никто не сомневался, однако они всею лишь доказывали, что только самые первые клетки мышиного зародыша еще сохраняют свою тотипотентность, которая необратимо утрачивается на более поздних стадиях. Ясно, что о клонировании взрослых мышей на этом фоне не могло быть и речи.
Химерные кролики
Примерно так же обстояли дела и с попытками клонировать кроликов, свиней, коров и овец. Уже в конце восьмидесятых годов американским исследователям С. Стику и Д. Роблу вполне успешно удавалось размножать кроликов, пересаживая ядра 8-клеточных эмбрионов одной породы в лишенные ядер яйцеклетки другой породы. Крольчихи-реципиенты благополучно вынашивали таких «химерных» крольчат и рождали на свет абсолютно одинаковых ушастых малышей, унаследовавших все гены породы-донора ядер.
Примерно также дела обстояли и с клонированием телят. В этих экспериментах исследователи оттачивали свое мастерство. Например, они уже не прокалывали стенку зиготы для удаления ядер.
Оплодотворенные яйцеклетки помещали в специальные крутилки-центрифуги, где при вращении пробирок развивалась безумная сила тяготения в 15 000 g (при такой силе тяжести средний человек весил бы 900 тонн!). В результате крошечные ядра становились настолько тяжёлыми, что буквально скатывались к стенке к четки, откуда их потом аккуратно, «оттягивали» микропипеткой вместе с минимальным объемом цитоплазмы.
Начавшиеся дробиться после операции коровьи зиготы сперва помешали в специальную капсулу из агар-агара, которую заключали на время в яйцовод овцы. Затем дней через пять образовавшихся зародышей освобождали из агарового плена и подсаживали в матку коровы-реципиента. В одной из подобных работ, результаты которой были опубликованы в 1990 г., исследователи получили 92 живых теленка, которые появились на свет таким вот экзотическим способом.
Однако несмотря на явные успехи клеточной инженерии, по-прежнему можно было говорить лишь о клонировании не взрослых организмов, а лишь их эмбрионов, находящихся на самых ранних стадиях развития. В опытах на коровах рекорд был доведен до 64-клеточного зародыша, из ядер которою удавалось получать жизнеспособных телят, но дольше дело не шло.
Двое шустрых ягнят
Следующий шаг вперед был сделан в середине девяностых годов группой биологов под руководством А. Уилмута. Он подсаживал в яйцеклетки овец ядра, выделенные не непосредственно из эмбрионов, а из их клеток, длительное время культивировавшихся in vitro. От момента разделения 9-дневного зародыша на отдельные клетки до начала пересадок ядер проходило заведомо более 25 их делений. За это время эмбриональные клетки меняли свой внешний вид и становились похожими на эпителиальные. Из ядер таких вот уже как бы не совсем эмбриональных клеток вполне успешно удалось получить, по крайне мере, двоих шустрых ягнят, благополучно выросших до 8-месячного возраста (три их менее удачливых сестрички погибли вскоре после рождения).
Наконец, во второй половине девяностых годов в ход пошли культуры, полученные уже не от эмбриональных клеток овец, а выделенные из молочной железы взрослого животного. Именно так и была получена ставшая суперзвездой овечка Долли, которую журналисты порой не совсем верно называют клоном. По определению клон — это всегда множество идентичных особей, минимум два хотя бы. Сомневаться в экзотическом происхождении Долли не приходится, поскольку ее клетки и клетки исходной молочной железы взрослой овцы обладали одними и теми же хромосомными маркерами.
Что же произошло в этом случае? Почему был обойден некий блок, не позволявший ранее получать жизнеспособные организмы из единичных специализированных клеток? Вполне возможно, что в процессе длительного доращивания клеток-доноров ядер, получили преимущество и размножились именно стволовые клетки, изначально присутствовавшие в ткани молочной железы. А они, как уже упоминалось, недифференцированы и, возможно, все еще сохранили свою тотипотентность.
Технология клонирования
Таким образом, авторы газетных и журнальных публикаций отчасти были правы — работы группы А. Уилмута проложили путь к созданию методики клонирования взрослых людей. Любопытно, что институт, ответственный за эксперимент с Долли, подал заявку на 2 мировых патента, связанных с технологией клонирования. Патент включал использование этой технологии в отношении всех видов млекопитающих, включая человека!
