Танец жизни. Новая наука о том, как клетка становится человеком
Шрифт:
Введение
Моя наука
Границы истории сотворения
Глава 1
Мой тест
Глава 2
Неизбежность и стечение обстоятельств
Пластичность
Оксфордские клоны
У людей все иначе?
Цветные клетки
Глава 3
Полярные тельца
Трудный выбор
Первая вылазка за пределы имплантации
Эмбриологическое искусство
Глава 4
Оплодотворение
Крошечный сперматозоид и могучая яйцеклетка
Когда появляется индивидуум
Искусство симметрии
Математика
Кухонная эмбриология
Первое окрашивание раннего эмбриона
Угри, лягушки и люди
Менторство мужчин
Истоки перемен
Глава 5
Героические мыши
Пирамидальные химеры
Лучше один раз увидеть
Каков же механизм?
Истории одной клетки
Как сделать близнецов
Репликация
Глава 6
Охота на эмбрион
Эмбрион во время имплантации
Самоорганизация человеческого эмбриона
Клетки, потентность и архитектура
Как долго должен развиваться человеческий эмбрион?
Глава 7
Человеческие эмбрионы in vitro
Регулирование ЭКО
Надо ли пересматривать четырнадцатидневный лимит?
Никаких скользких путей
Глава 8
Трисомия
Мозаики и химеры
Вечная проблема публикации
Как делается наука
Саймон
Глава 9
Эмбриоидные тела
Как сделать эмбрион
Наш сумасшедший проект
Пошаговая сборка эмбриона
Приключения в Австралии
Первые ETS-эмбрионы
Искусство XEN
На данный момент
Этические аспекты использования моделей эмбрионов из стволовых клеток
Глава 10
Креативная биология
Регенеративная медицина
Первые эмбриональные стволовые клетки
Управляемая дифференциация
Взгляд изнутри
Болезнь в пробирке
Восстанавливая поврежденное тело
Будущее репродукции: преимплантационное тестирование
«Дизайнерские дети»
Редактирование эмбриона
Замена митохондрий
Геномное редактирование CR1SPR
Вторая половина инноваций
Повышение эффективности ЭКО
Хромосомные аномалии
Диагностика беременности
Баланс репродуктологии
Глава 11
Гонка
Баланс и разнообразие
Дальнейшие действия
Благодарности
Ссылки
notes
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
Миллионам людей, которые не появились бы на свет без научного понимания танца жизни. Миллионам тех, кто только собирается его начать.
Нашим родителям — у нас ничего бы не вышло без вашей поддержки и ДНК. И нашим любимым. Как же вы нас терпели?
Введение
Концепция
Что в жизни может сравниться с интригующим процессом создания тела и разума, который происходит сам по себе? Зарождение и развитие новой жизни — одна из величайших биологических тайн, хотя каждый из нас является ее воплощением.
Начало истории всем известно: одна-единственная клетка (оплодотворенное яйцо) делится и превращается в сплоченное семейство внешне похожих клеток. Но если рассматривать процесс с точки зрения гена и клетки, можно увидеть множество путей развития тканей и органов, которые стремительно меняют форму и усложняются; пытаясь понять истоки человеческой жизни, парадоксально обнаруживаешь себя вглядывающимся в неизвестное будущее.
Если смотреть на историю сотворения с точки зрения человека, которому сложно даже спланировать встречу с друзьями на выходные, то способность клетки, не имеющей мозга, делиться и развиваться в самое сложное из известных нам живых существ кажется просто исключительной.
Развитие человеческого эмбриона выглядит еще более странным в сравнении с повседневностью, которая обычно состоит из неизменных, простых элементов, от кубиков Лето до микрочипов и прочих структурных единиц. Эти базовые элементы бывают разных типов: доски, штыри и двери, как правило, деревянные; гвозди, шарниры и гайки сделаны из металла и так далее. Однако наше тело — не просто комбинация фрагментов и деталей. Его базовые элементы обладают пластичностью. Они могут менять свои характеристики, дифференцируясь из родительских клеток (называемых стволовыми) в клетки костей, мышц, мозга и другие типы клеток.
Для построения человеческого тела нужно примерно 37,2 триллиона клеток — в триста раз больше, чем звезд в нашей галактике, и когда-то считалось, что существует примерно двести базовых типов, от нейронов до клеток кожи [1]. Все клетки имеют одинаковую дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК), но отличаются тем, какие ее участки (гены) экспрессируются, то есть какие синтезируются белки для построения и функционирования клетки. В зависимости от конкретной «мелодии», сыгранной на геноме, получаются разные наборы белков и разные типы клеток.
Из двадцати тысяч генов нейроны используют один «репертуар», клетки кишечника — другой и так далее. Благодаря новым технологиям, позволяющим прочитать генетический код клетки, мы узнали, что в человеческом организме на самом деле многие сотни разных типов клеток [2]. Поразительно, но это многообразие происходит всего из нескольких внешне идентичных клеток. Чтобы обнаружить всю примечательность нашего появления и необычайность процесса самоорганизации эмбриона, давайте представим дом, который строится точно так же, как наш организм строит самого себя.