Эволюция
ической линейной структуры ДНК
получается трехмерный организм. Как - до сих пор никто не знает.
Существует линейная запись генетического кода в молекулах ДНК, она
представляет собой запись последовательности аминокислот для молекул
различных белков. Аминокислоты собираются в белки. Но ген - это линейная
структура, нет в них никакой записи формы уха, нет записи формы глаза, носа
или длины ног. Да и быть не может. Там записаны только белки, из которых
все строится, и как максимум время появления белков, или, как говорят
генетики, время экспрессии генов. Часть генов репрессирована, то есть
неактивна, часть генов - активна.
В эмбриональном развитии в разное время появляются разные белки. Существуют
гены-регуляторы, которые регулируют время и скорость синтеза или количество
синтезируемого белка. И все. К форме организма это не имеет никакого
отношения. Например, мы можем взять клетку с внутренней стороны щеки,
размножить ее и получить килограмм таких клеток. И что дальше? Удастся ли
из этого килограмма клеток сделать хотя бы кончик вашего носа при том, что
мы многое умеем в генетике? Никогда в жизни, потому что мы не знаем
законов, по которым из линейной структуры белков возникает трехмерная
форма.
Размножать клетки в пробирке сейчас уже может любой лаборант, а вот сделать
из них хоть что-нибудь вне организма нельзя. Проблема не только сложна, но
даже драматична в том смысле, что механизмами формообразования, то есть
превращения линейной структуры в форму, на сегодняшний день никто не
занимается. По сути дела, за последние несколько десятилетий мы далеко не
продвинулись. Более того, чем дальше, тем яснее становится, что
генетической детерминации развития нет, судьба клеток не закодирована
геном, она вероятностна. Звучит ошеломляюще, но это так. Законы
формообразования играют в эмбриогенезе не меньшую роль, чем генетическое
наследование.
Вот вам пример, который, кстати, прекрасно демонстрирует и то, насколько
иллюзорны могут быть научные победы. Некоторое время назад группа генетиков
получила Нобелевскую премию за открытие генетической детерминации развития
формы мозга. На ранних стадиях развития в мозге возникают складочки,
которые называются сегментами головного мозга или нейромерами. Они
обозначают будущие места выхода черепно-мозговых нервов, то есть
представляют собой эмбриональную временную структуру, которая потом
исчезает. Было показано, что нейромеры возникают в точном соответствии с
активацией определенных генов. На каждые два сегмента приходится экспрессия
одного гена. Вот, казалось бы, как все хорошо: ген экспрессировался -
появилось два нейромера, два сегмента головного мозга. Учитывая, что
работают гены с перекрыванием, получается, что каждая пара сегментов
закодирована парой определенных генов. Вот вам и Нобелевская премия.
А что же происходит на самом деле? При внимательном чтении статей авторов
эксперимента, из их же собственных данных делается ясно, что
соответствующие гены проявляются в зоне образования складочек после того,
как структуры возникли и исчезли! Не гены определили появление складочек в
мозге, а морфологические структуры появились и привели к их проявлению. Но
в генетическом подходе заложен некий стереотип, который не позволил ученым
признать, что большое событие может предшествовать маленькому; поэтому,
предпочитая не верить глазам своим, они объяснили то, что видят, привычным
образом. И сделали вывод, что форма мозга генетически предопределена, хотя
факты говорят об обратном.
Само явление уже подробнейшим образом разобрано. А вот как сначала возникла
форма, а уж потом активировались гены - абсолютно не ясно. В этом-то весь
фокус. Хотя примеров того, что сначала происходит морфологическое событие,
а затем уже экспрессируются гены, достаточно много. Особенно хорошо это
видно на ранних стадиях эмбриогенеза, когда количество работающих генов еще
не так велико. Дальше картина начинает маскироваться, и на поздних стадиях
развития уже, конечно, невозможно отличить, где причина, а где следствие.
У нас есть определенные представления по поводу механики развития, но
понастоящему законов формообразования мы не знаем ни одного. И более того,
не занимаемся ими. Уровень нашего незнания эмбриогенеза очень высок. Более
или менее прилично современная наука представляет себе генетику организмов,
клеток, событий, финальную анатомию, а вот механизмы развития так и
остаются тайной.
Генетический подход - эта новая религия XX века - себя в известной степени
исчерпал. Поэтому генетики сегодня пытаются привлечь в свою область
средства из той области, которая к ним отношения не имеет. И именно поэтому
мы сегодня обсуждаем проблему клонирования.
- В зоотехнике известны методы получения клонов высокопородных животных,
основанных на оплодотворении "в пробирке". Насколько работа шотландских
ученых с ними сопоставима?
- Что такое оплодотворение "в пробирке"? Берут яйцеклетки у женщины из
яичника, выпускают их в чашку Петри. Какая-то из яйцеклеток оказывается
зрелой. Потом подпускают мужскую сперму. Сперматозоид внедряется в эту
яйцеклетку. Дальше есть три варианта. Либо инкубируют яйцеклетки пару дней,
а затем впрыскивают их через трубу в матку, подготовленную для прикрепления
зародыша, то есть для имплантации.
Или же берут эти оплодотворенные яйцеклетки, отбирают ту, что начинает
дробиться, и несколько дней держат в баночке с физиологическим раствором,
чтобы она поделилась побольше. Это повышает вероятность удачной
имплантации, которая в норме-то происходит через две недели. Подождут, пока
появятся подходящие условия, и тоже впрыскивают все это в матку.
Третий вариант - самый сложный, когда сперматозоид никак не может пробиться
в яйцеклетку. Тогда берут, вытряхивают из него ядро, засасывают в капилляр,
что тоже, кстати, абсолютно элементарно, и может быть продемонстрировано в
течение получаса. Протыкают яйцеклетку и вводят ядро сперматозоида в
яйцеклетку. Этим успешно занимаются уже сорок или пятьдесят лет!
Клонирование овцы отличается лишь тем, что взяли ядро из соматической
клетки, а не из половой клетки. Убрали ядро материнской яйцеклетки, а
соматическое ядро туда посадили.
На мой взгляд, методически такой эксперимент даже не имеет прямого
отношения к генетике, это ветеринария. Пересадили ядро примитивной
техникой. В эмбриологии такие опыты делаются с начала века. Например,
пересаживали ядра эмбриональных клеток лягушки в зародышей вьюна и
наблюдали деления. Частота делений была, как у лягушки, а форма - как у
вьюна. Это вульгарная технология. Вообще ядра пересаживали многократно,
особенно трансплантацией ядер увлекались в шестидесятые годы. Если
"поднять" научную литературу этих лет, возможно, окажется, что и
соматические ядра тоже уже пересаживали. Абсолютно ничего нового в этом
нет.
Единственная удача, что удалось пересадить яйцеклетку так, что она
прижилась и развилась. Но при современном оборудовании, которое позволяет
работать с клеткой в автоматическом режиме, ничего не стоит подготовить
несколько тысяч яйцеклеток, а потом всем подряд овцам вливать, в конце
концов, может быть и можно получить результат такого рода. Хотя, если
сказать откровенно, я не верю в то, что этот эксперимент по сути был
удачен. - Непонятно и другое. Каким образом взрослая соматическая клетка
вообще "смогла" начать все сначала и опять пройти все стадии эмбриогенеза.
Может быть, повлияло то, что пересаженное ядро оказалось в нужном
"цитоплазматическом окружении", все-таки оно попало в яйцеклетку?
- Да, может быть. Но это надо как-то объяснить. Понимаете, ведь
предполагать можно все. Здесь, мне кажется, есть принципиальные
противоречия, которые довольно трудно преодолеть, никак не объясняя.
Загадка репрограммирования. И у меня на этот счет большие подозрения.
Конечно, я бы хотел это увидеть.
- Как же тогда расценивать перспективы создания соматической копии
человека?
- Знаете, мы с вами обсуждаем какой-то фантастический роман, интересный, но
абсолютно нереалистичный. Вот, например, половая дифференцировка. Если с
ней не справились, значит нормального процесса развития органов не будет,
не говоря уже о нормальном человеке. Будет аномальный зародыш, у меня в
шкафу такие в банках стоят, могу показать. Гормонально несбалансированный,
он разовьется в идиота. Никаких научных доказательств того, что эта
проблема решена, я не слышал, налицо только демонстрация пресловутой овцы.
Давайте предположим, что каким-то загадочным образом, обойдя все
препятствия, клонируют человека. Хорошо. Но как решится проблема
размножения соматических клеток? Существует одна маленькая проблема. Из
экспериментов с клеточными культурами достоверно известно, что клетки
больше пятидесяти раз поделиться не могут. Иными словами, число циклов
деления ограничено у всех клеток позвоночных животных. Бесконечно
размножаться могут только клетки, у которых нарушено деление, то есть
клетки с онкологическими свойствами.
Это серьезное препятствие в использовании соматических клеток для
трансплантации ядра. Представим себе бездетную пару. Соматическую клетку
берут у людей такого возраста, как, например, мы с вами, а мы уже почти
полжизни прожили. Значит, половину циклов размножения клетки уже прошли.
Что же получается? Ядро такой кл
| |  скачать работу |
Эволюция |
