Ошибка Ромео
Шрифт:
Можно оспорить право губок считаться отдельными организма ми на том основании, что это скорее колонии, но вот Теодор Хаушка проделал необычный опыт с несомненным организмом - мышью. Он взял зародыши мыши на тринадцатый день внутриутробного развития и размолол их так мелко, что они смогли пройти сквозь тонкую иглу шприца. Раствор с зародышами он ввел в полости девственных женских особей той же породы. Через пять недель у всех этих животных обнаружились в брюшной полости координи рованные массы костей и тканей. Они достигали размера недель ных зародышей. Очевидно, отдельные клетки оказались способны объединиться и развиваться в направлении образования закончен ных животных, только каких? Вероятно, мышей, но какого вида? Того же, какой сформировался бы в матке мыши-донора? А если нет, то что произошло с эмбрионами? Умерли?
Поведение индивидуальных
и вне организма. Зародышевые клетки - тоже подходящие кан дидаты, поскольку они начинают быстро расти еще до начала опы та и переносят, видимо, часть инерции роста в новую ситуацию.
За последние годы удалось вырастить ткани из клеток уток, кроликов, коров, овец, лошадей, мышей, крыс, морских свинок, обезьян и людей. Зародышевые клетки часто группируются в со ответствующие данному биологическому виду структуры: напри мер, мышцы или кости имеют нормальный размер и форму. Из изо лированных клеток растений можно получить новый самостоятель ный организм. Культура ткани, выращенной из одной-единствен ной клетки ростка табака, развилась в лабораторных условиях во взрослое растение, с корнями, листьями и цветами. В каждой клетке любого живого организма скрывается потенциальная воз можность роста. В каждом ядре содержатся все необходимые инструкции для воспроизводства полностью функциональной ком бинации клеток, повторяющей форму особей данного вида. Хотя целое животное пока еще не удалось вырастить, теоретически препятствий к созданию новых индивидов, полностью тождествен ных первоначальному донору, не существует.
На практике есть одна неувязка. Она известна как предел Хейфлика. Л. Хейфлик, специалист по выращиванию тканей из Вистаровского института в Филадельфии, обнаружил, что куль тура зародышевой клетки человека способна размножаться толь ко на протяжении пятидесяти поколений. Даже в самых лучших условиях культура не может перешагнуть этот предел, и даже в самом теле клетка не способна размножаться дольше. Если мы вернемся к начальному моменту оплодотворения яйца, то сможем, пожалуй, добавить еще несколько поколений, а общая цифра в семьдесят поколений обеспечивает замену всех клеток тела 20 мил лионов раз. Разумеется, этого более чем достаточно для любой человеческой жизни. Но мы не располагаем сейчас свидетельст вами, что ограничение Хейфлика относится к клеткам, находящим ся на своем законном месте. Однако нам ясно, что изолированно выращиваемые клетки утрачивают со временем свою жизне способность. Позже мы увидим, что уже выделен фактор, который исчезает при искусственном выращивании. Усовершенствование методов проведения опытов может привести, я полагаю, к сохра нению или замене недостающего фактора и преодолению предела Хейфлика.
В области исследования тканей меня больше всего поражает открытие, связанное с поведением изолированной культуры, когда она приближается к названному пределу. Клетки, которые в начале их роста легко распознать как явно человеческие, утрачи вают постепенно определенную принадлежность. Клетки, побужда емые к многократному размножению, не ведущему к производст
ву специфического для данного вида органа или структуры, как бы "забывают", что в них заложено. Предел Хейфлика разли чен для каждого отдельного вида, но, приближаясь к точке рас пада, клетки любого организма претерпевают одно и то же пре вращение - они, похоже, "теряют память". Длительный процесс культивирования придает всем клеткам, независимо от их проис хождения, один и тот же вид. Очень различные по строению час тички слюнных желез фруктовой мухи, яичников овцы, внутрен него уха мыши или лепестков цветка неизбежно превращаются в однородную массу, в аморфные чешуйчатые клетки, лишенные специфической формы и знаков своего происхождения или назна чения. Они становятся своего рода произрастающими идиотами.
Эти анонимные изолированные клетки продолжают нести ка кие-то отпечатки генетического кода, они еще питаются и растут, их цитоплазма бьется и кипит, в нужный момент они делятся, но при этом остаются самовоспроизводящимися автоматами без опре деленной задачи. Они растеряли свою сущность и назначение и полностью утратили способность реализации потенциала, закоди рованного в их хромосомах. Код не затрагивается этим процес сом. Он сохраняет все инструкции, необходимые для жизни, но клетки разучиваются читать.
Невежественные клетки возвращаются, по-видимому, в состо яние, роднящее их с самыми первыми из когда-либо существовав ших живых организмов. Они снова становятся чем-то вроде об щих знаменателей низшего порядка, строительными блоками об щего назначения, способными двигаться в любом направлении. Но в истощенной культуре они никуда не направляются, а просто умирают. Существует один-единственный способ их спасти дать им новые инструкции. Если изгнанные из тела человеческие клетки подкармливать смесью, содержащей лошадиную серу, они начинают походить на клетки лошади и идут в этом направлении с обновленной энергией. Если же в одной из клеток происходит му тация, ситуацией овладевает новая линия, обладающая собствен ной энергией, и культура начинает расти уже за пределом Хейфли ка. Именно это и происходит с раковой клеткой. Претерпев мута цию, она получает команды, отличные от инструкций родитель ских клеток, и с этого момента выходит из-под их влияния. Ткань принимает иной вид, имеющий свои ограничения, а они, в свою очередь, могут подвергаться дальнейшим изменениям и мутациям.
Еще один способ оживления ослабевшей культуры - возвра тить ее в тело первоначального донора. Если клетки уже мутиро вали, они могут подчас породить злокачественные или раковые опухоли, но если генетический материал не претерпел никаких изменений, они начинают функционировать с прежней силой, вновь стремясь к определенной цели в полном соответствии со
своим местонахождением в организме. Глазные клетки зародыша лягушки можно отделить от глазницы и поместить в какую-либо часть желудка лягушки, и там они будут производить слизистую желудка, а не внутренний глаз. В организме существует сис тема координации, предусматривающая выполнение клетками то го, что требуется в данной области тела, хотя каждая клетка по тенциально способна выполнять любые другие задачи. Без такой координации группа клеток, пущенная в рост в каком-либо органе тела, породила бы нечто совершенно неподходящее. В какой по стоянной тревоге мы бы жили, если незначительный порез или ссадина на локте могли спровоцировать неорганизованную ре генерацию и появление на этом месте, скажем, младенца. Пример не так нелеп, как кажется, ведь существуют виды, например реч ная гидра, у которых именно так все и происходит. Бессмертные существа сохраняют ту свободу, которая позволяет каждой клетке воспроизводить целое, смертные же подчиняются общему проек гу, который распространяется и на отдельные органы.
Координационные центры, выполняющие генетические коман ды, не ограничиваются мозгом или эндокринными железами; они никогда не принадлежали какому-то одному органу, присутст вуя везде. Пример с табачной клеткой, которая выросла в целое правильно скоординированное растение, показывает, что управля ющая сила должна присутствовать в отдельно взятой клетке. Воз можно, этим свойством обладают все единичные клетки и в один прекрасный день мы создадим технологию, позволяющую вырас тить любое растение или животное из любой, даже самой малень кой его частички. Пока что из изолированных клеток животных можно производить только ткани ограниченного размера, но мы сделали одно существенное открытие, имеющее далеко идущие последствия. Тот факт, что изолированные клетки со временем теряют свои биологические характеристики, утрачивают связь с жизнью, впервые позволяет нам глубоко проникнуть в природу жизни и смерти.
Мы увидели, что эти два состояния почти неразличимы, что они сосуществуют в различных сочетаниях на скользящей шкале, лишенной строго-фиксированных точек. Мы охарактеризовали жизнь как состояние организации и обнаружили, что явно мертвые клетки часто обладают теми же свойствами, что и живые. Мы отказались считать простое воспроизводство необходимым крите рием и наметили некоторые трудности, неизбежно сопровожда ющие попытку строгого отделения жизни от смерти. Мы пред положили, что можно обнаружить жизнь в том или ином прояв лении даже в материи, которая обычно считается мертвой. Теперь же, зная, что клетки, надолго предоставленные самим себе, пре вращаются из целенаправленных живых сущностей в дезоргани