Чудеса: Популярная энциклопедия. Том 2
Шрифт:
На этом, однако, не оканчиваются заботы о созданном гибриде. Внедренный в клетку ген нужно заставить там работать. Дело в том, что в хромосомах всегда имеется большое число «молчащих» генов. Что, если и внедренные гены окажутся в их компании? Значит, надо научиться управлять геном — включать и выключать его по мере необходимости.
Тут же подчеркнем: вживление чужеродных генов в другие организмы не приводит, как можно подумать, к созданию новых форм живого. Это — задача будущего. Пока речь идет о создании в лабораториях ученых новых комбинаций генов в ДНК и выяснении, что могут дать такие образования.
А насколько неожиданными могут быть тут результаты, судите хотя бы по такому примеру. Исследователи осуществили слияние клеток человека с клетками мыши, цыпленка и даже… комара (конечно, здесь нечего ждать какого-то фантастического гибрида — ведь объединяются не половые клетки).
Очевидно, что произвольные объединения разнородных генов могут привести к образованию молекул ДНК с непредсказуемыми свойствами. Уже сейчас возможны самые необычные комбинации генов вплоть до сочетания генов многоклеточных животных и бактерий… Освоенная в последние годы техника введения генов бактериям уже в ближайшей перспективе может получить важное практическое применение. Скажем, можно выделить ген, закодированный на производство инсулина, и ввести его в бактерию. Подобные бактерии превратятся в настоящие фабрики по производству инсулина. Других бактерий можно «настроить» на производство антибиотиков и так далее.
Такие возможности открывают перед наукой операции по пересадке генов. Столь же замечательны успехи молекулярных биологов по созданию искусственных генов. Индийский ученый Кхорана всеете с небольшой группой исследователей создал «в пробирке» первый синтетический ген. Ему удалось получить часть молекулы ДНК которая управляет конкретным биохимическим процессом — образованием одной из нуклеиновых кислот.
И еще одно направление успешных поисков — синтез гена, в котором записана информация о строении белка крови — глобулина.
Выделен учеными и ген в чистом виде. Из молекулы ДНК.
Теперь многие ученые говорят уже о широких экспериментах с генами человека. Но прежде им нужно научиться узнавать тот ген, с которым они хотят работать, из десятков тысяч различных генов, которыми обладает каждый из нас.
До недавнего времени это казалось сложнее, чем развязать гордиев узел. Но сейчас появился просвет — разработан метод, названный клеточным слиянием, помогающий ученым продираться сквозь генетические джунгли.
Размножение под копирку
Мы уже говорили: каждая клетка в организме обладает полным набором генов, и этот набор индивидуален у разных существ. Половые клетки, участвующие в продолжении рода, в этом отношении не отличаются от других. Разница только в том, что в обычных клетках содержится весь комплекс хромосом, а в половых — половинный. Полный комплекс получается при слиянии мужской и женской клетки, то есть при оплодотворении. А нельзя ли включать в процесс оплодотворения и обычные, или, как их называют, соматические клетки?
Экспериментаторы проверили это на лягушках. Они извлекали из клетки кишечника лягушки ядро и пересаживали в оплодотворенное яйцо другой особи. При этом материнские гены в яйце оыли выведены из с. рил облучением. Икринка развивалась нормально и превратилась в лягушку. Она оказалась точной копией той, у которой было взято клеточное ядро.
Этот по описанию как будто несложный опыт на самом деле потребовал от экспериментаторов больших ухищрений. Речь ведь шла о прямой пересадке ядра клетки, а велико ли оно?! Только в одном случае из ста операция завершалась удачно. Но результаты удачных пересадок окупили все трудности.
Теперь, казалось бы, можно не медля приступать к таким же опытам с млекопитающими. Слишком заманчиво получить искусственных близнецов, скажем, у мышей, собак или коров. Но тут вмешалась сама природа. Яйцеклетки у теплокровных животных в сотни раз меньше, чем у земноводных обитателей болот. О прямой хирургической пересадке ядер говорить уже не приходится. Нужно было искать обходные пути. Они, конечно, нашлись. И вот перед нами первый — пока только первый — весьма обнадеживающий успех. Исследователь Д. Бромхолл из Оксфорда пересадил ядро соматической клетки в яйцеклетку кролика. Он воспользовался способом слияния клеток при помощи особого вируса, который, заражая клетки, в то же время соединяет их друг с другом. Этот вирус (он назван по имени японского города, где был открыт, вирусом Сендай) можно, как и любой другой, облучить, скажем, ультрафиолетом, чтобы уничтожить его вирулентные свойства. Но пораженные им клетки будут все равно сливаться. При этом возникают вполне живые клетки, но с несколькими ядрами в каждом. А иногда сливаются вместе и ядра, тогда возникают особые, соматические гибриды (именно таким путем были получены гибриды из клеток человека и мыши).
Для своих экспериментов Бромхолл брал клетки, живущие в культуре ткани, вне организма кролика. Ими он «оплодотворял» яйцеклетки, пользуясь посредничеством вируса Сендай, а затем клетка-гибрид помещалась в матку крольчихи.
Преодолев ряд трудностей, биолог добился, что в «живом инкубаторе» появлялись зародыши крольчат, причем клетки эмбриона содержали в себе лишь одни гены — того давно умершего кролика, от которого была взята культура живой ткани. Гены яйцеклетки были устранены ультрафиолетовым облучением. Таким образом, в матке крольчихи развивались точные копии отца.
На свет они, к сожалению, не появились. Исследователи имели возможность изучать развитие эмбриона только на ранних его стадиях. Развитие проходило нормально. Комментируя первые достижения ученых в «копировании» животных, слишком оптимистически настроенные специалисты полагают, что уже в ближайшие десять — пятнадцать лет будет разработана практическая методика по размножению домашних животных. Однако большинство ученых относятся к подобным прогнозам более трезво и сдержанно: слишком уж тонка и сложна проблема!
Как сообщалось в печати, летом 1989 года в Москве, в Институте молекулярной биологии Академии наук СССР имени В. А. Энгельгардта проходила консультативная встреча членов Международной организации по геному человека и ЮНЕСКО. Съехались ученые из Англии, Италии, Испании, США, Франции — всего 16 стран. Геном — это совокупность генов человека.
Каждый ген, а их у каждого из нас от 30 до 100 тысяч, располагается в хромосомных парах. Один из них переходит от отца, другой — от матери, и оба передают потомку свои признаки. Словом, зашифрованные в геноме младенца «инструкции» влияют как на его внешние данные (рост, форму лица, цвет волос и т. д.), так и на интеллект, восприимчивость к болезням, продолжительность жизни.