Клонинг - [2]

ВСЕ НАЧАЛОСЬ С МОРКОВКИ

Особым вниманием ученых-биологов пользуются морковь и некоторые другие растения. Еще в 1937 году французский ученый Готр поместил в питательную среду группу клеток, взятую из корня моркови, и периодически переносил их по мере роста в свежие растворы. Прошло 33 года, а клетки все еще живут и размножаются и, видимо, будут размножаться еще неопределенно долгое время. Однако это не морковка в том виде, в каком мы привыкли ее видеть на огороде, а аморфная масса желтоватого цвета, состоящая из так называемых недифференцированных (не имеющих определенной формы) клеток. Все продолжалось бы тихо и мирно, в полном соответствии с общепринятой теорией, если бы не возникла ситуация, нарушившая привычный ход вещей. Нарушителями спокойствия явились профессор Ф. К. Стюарт из Корнельского университета в США и доктор биологических наук Раиса Георгиевна Бутенко из Института физиологии растений Академии наук СССР. Помещая изолированные клетки моркови в питательную среду (в опытах профессора Стюарта среда содержит, например, кокосовое молоко), исследователи, к вящему изумлению, обнаружили, что время от времени из некоторых клеток вдруг начинала развиваться вполне нормальная морковь с корнями, цветком и семенами. Более того, в дальнейшем такая морковь размножалась обычным путем. Подобные же опыты вполне удались и с клетками табака, спаржи, яблони, осины, раувольфии змеиной и даже женьшеня. Известно, что клетки даже высокоорганизованных растений и животных содержат в своем ядре, точнее - в хромосомах ядра, всю генетическую информацию, которая необходима для образования целого растения или организма, а не только его отдельных частей (корень, лист, стебель и т. д.). Может быть, эта информация в обычных условиях "дремлет" без применения, и, лишь попав в ходе экспериментов в резко отличную внешнюю среду (например, в кокосовое молоко), пробуждается, и приводит в действие механизм превращения в целый организм. Существует и другое объяснение. Возможно, генетическая (наследственная) информация, в которой запрограммирован весь организм, бесследно исчезает лишь на какой-то стадии развития. В таком случае, что же отключает генетический механизм, таящийся в каждой отдельной клетке?

БЕССМЕРТНЫ ЛИ КЛЕТКИ ЖИВОГО ОРГАНИЗМА?

Среди непосвященных до сих пор бытует мнение, что изолированные клетки организма животного или человека, помещенные в соответствующую питательную среду, могут расти и размножаться бесконечно, то есть клетки - бактерии или одноклеточные - практически бессмертны. Однако это не так. Находясь даже в самом совершенном питательном растворе и получив первозданную свободу, они вначале развиваются как обычно; делятся на новые, омоложенные клетки, которые, в свою очередь, вырастают и вновь делятся. Но потом все вдруг останавливается. Способность размножаться исчезает, и клетки гибнут. Массовое умирание, начинающееся, в пробирке после пятидесятого деления, происходит и в человеческом организме. Живя в совокупности, клетки несут в себе и свой смертный приговор. Человеческая яйцеклетка очень мала. Но она фактически мало чем отличается от куриного яйца. Ее ядро имеет тот же цвет, что и желток куриного яйца. А светлое вещество вокруг ядра, так называемую цитоплазму, вполне можно сравнить с белком. В генетическом формировании организма цитоплазма не играет никакой роли, ибо набор генов находится внутри хромосом ядра, а не в цитоплазме. Поэтому долгое время считалось, что роль последней заключается в том, чтобы защищать и питать ядро.

"ВКЛЮЧЕННЫЕ" И "ВЫКЛЮЧЕННЫЕ" КЛЕТКИ

Сравнительно недавно у цитоплазмы неожиданно обнаружилась и еще одна, доселе неизвестная функция. Она-то и легла в основу упомянутой в начале этой статьи сенсации, до объяснения которой теперь осталось сделать всего лишь один шаг. Цитоплазма, как оказалось, и является тем управляющим центром, который дает ядру команду "включать" - запускать в ход механизм деления и образования новых клеток, а в конечном счете - механизм формирования целого организма. Пока при обычном половом размножении в ядре яйцеклетки "дремлют" только 23 непарные хромосомы, цитоплазма пассивна. Но стоит лишь сперматозоиду, имеющему в своем ядре также 23 непарные хромосомы, пробить цитоплазму и проникнуть в ядро, цитоплазма становится химически "программированной". При подаче команды "включено" начинается уже безостановочное лавинообразное деление, пока в реэультате неисчислимого множества делений не появится на свет законченный организм. Таким образом, у миллиардов тканевых клеток общее для всех их происхождение - единственное оплодотворенное яйцо, вследствие чего все они и содержат одинаковый набор хромосом. Однако в отличие от оплодотворенных яйцеклеток их способности строго ограничены и разделены. Некоторые составляют только зубы, другие - печень, третьи - входят только в состав волос или нервов. И хотя каждая тканевая клетка имеет полный набор хромосом, необходимый для создания целого индивидуума, большинство внутренних механизмов "выключено". Например, все 46 хромосом в ядре клетки кожи пассивны, за исключением тех, гены которых формируют кожу. Большая часть клетки функционирует впустую. Отсюда и возникла соблазнительная идея - взяв любую тканевую клетку, "включить" ее механизм на полный ход, так, чтобы она начала делиться, создавая идентичную копию индивидуума, от которого она была взята. Если бы это удалось, то для воспроизводства половой союз был бы не нужен, ибо все 46 хромосом в ядре уже имеются налицо. Какой бы невероятной ни казалась такая теория, против нее трудно отыскать сколько-либо серьезные возражения. В то же время никто пока еще не может подсказать пути, как осуществить этот действительно ошеломляющий процесс хотя бы на клетках самых низших форм жизни.