Журнал «Знание-сила» - Знание-сила, 1997 № 06(840)

Возможно, что в конечном счете тот путь превращения в плоскую рыбу, по которому пошел скат, мог бы оказаться наилучшим и для костной рыбы, но промежуточные формы, предположительно возникавшие на этом пути, по-видимому, оказались менее удачливыми в ближайшей перспективе, чем их соперники, лежавшие на боку. Они не добились бы успеха в какой-то короткий период времени, а ведь только это и имеет значение.

Мой второй пример эволюционного преобразования, которое не произошло из-за неудачных промежуточных форм (хотя если бы произошло, то в конечном итоге, возможно, было бы лучше), касается сетчатки наших глаз — и глаз всех других позвоночных. Как и любой другой нерв, зрительный нерв представляет собой пучок отдельных «изолированных» проводов, которых в данном случае около трех миллионов. Вы можете представить их себе в виде проводов, идущих от панели с тремя миллионами фотоэлементов (в сущности, с тремя миллионами ретрансляционных станций, собирающих информацию от еще большего числа фотоэлементов) к мозгу. Все эти провода собраны со всей поверхности сетчатки в один пучок — зрительный нерв глаза.

Любой инженер, естественно, считал бы, что эти фотоэлементы должны быть обращены в сторону источника света, а отходящие от них провода — назад, в сторону мозга. Его рассмешило бы предположение, что фотоэлементы могут быть обращены в сторону, противоположную направлению света. Проводу приходится пройти по поверхности сетчатки до отверстия в ней (так называемое слепое пятно), и пройдя сквозь него, присоединиться к зрительному нерву. Это означает, что свету не только не гарантирован беспрепятственный доступ к фотоэлементу, но что ему приходится пробираться сквозь лес проводов, а это предположительно может привести, по меньшей мере, к некоторому затуханию и искажению сигнала (на самом деле, эти изменения могут быть незначительны, однако такое положение вещей должно в принципе раздражать любого добропорядочного конструктора).

Я не могу дать точное объяснение такому странному положению вещей. Соответствующий период эволюции так далек от нас. Но я готов спорить, что это каким-то образом связано с той траекторией, которую пришлось пройти, начиная с того предкового органа, каковой предшествовал глазу. Возможно, что иная — «правильная» конструкция и существовала, но когда она была реализована в реальных телах промежуточных животных, оказалась невыгодной — невыгодной только временно, однако этого достаточно. Важно только выживание — здесь и сейчас. •

Перевела с английского И. ФОМИНА

Овечка Долли, выращенная из соматической — неполовой клетки, стала мировой сенсацией в конце минувшей зимы. Ученые сумели получить точную копию генетической матери, обойдя половой процесс и связанную с ним роль случая при комбинировании наследственных задатков. У Долли - белая морда финско-дорсетской породы (от генетической «матери»), хотя она была выношена черномордой шотландской яркой.

Для промышленных биотехнологий и для животноводства такой путь — клонирование избранных животных — открывает заманчивые перспективы. Во-первых, эффективное размножение элитных животных и защита сельскохозяйственного производства от нежелательных генетических комбинаций. Во-вторых, защита различных пород скота от преследующих их генетических и инфекционных заболеваний. Распространение «бешенства» среди английских коров особенно подчеркнуло важность этого направления исследований.

И вот Долли — важный шаг на пути к созданию технологии клонирования животных. Сделан он учеными из Института Рослнн в шотландском городе Эдинбург, которые много лет занимаются исследованиями в этой области. Институт Рослин давно славится как выдающийся генетический центр, и связано это, в частности, с тем, что там много лет работала известная исследовательница Шарлотта Ауэрбах, спасенная Николаем Владимировичем Тимофеевым-Ресовским от гитлеровского концлагеря.

Схема того метода, по которому была получена Долли, заключалась в следующем. Клетка взрослой — подчеркнем, взрослой! — овцы сливалась с взятой у другой овцы яйцеклеткой, из которой предварительно было удалено ядро, содержащее наследственную информацию. Цитоплазма яйцеклетки и ядро взрослой клетки соединялись в своеобразное подобие оплодотворенной яйцеклетки. Из нее выращивался эмбрион, который имплантировался третьей овце. Усиех дался непросто. Было слито 277 клеток, до имплантирования дошло только 29 эмбрионов, беременностей зафиксировано 13, жизнеспособной родилась одна лишь Долли.

Сложности этого направления экспериментов весьма высоки, но это и понятно — они затрагивают некоторые фундаментальные механизмы развития многоклеточных организмов.

Самое главное — эдинбургским ученым в этом случае удалось благополучно миновать проблему «дифференцировки». Клетки тканей взрослой овцы прошли после начала развития зародыша уже несколько этапов преобразования. На разных этапах в клетках разных тканей действовали различные генетические программы. В результате из одной — одной! — оплодотворенной яйцеклетки возникли специализированные клетки мозга и кровеносных сосудов, клетки кожи и внутренних органов. Для своего эксперимента шотландцы взяли клетки из эпителия молочных проток вымени шестилетней овцы. Притом овцы беременной, находящейся в последней трети вынашивания потомства!

«Хэлло, Долли» — так пел незабвенный Луи Армстронг. Случайно или нет, но так уж вышло, что слова маэстро оказались пророческими. Теперь они возвещают человечеству об открытии еще одной двери в новый смелый мир будущего.

Генетический «рисунок» этих клеток — благодаря дифференцировке в эмбриональном состоянии — решительно должен отличаться от исходного, «стартового» состояния в половых клетках, которым еще только предстоит образовать зародыш. Гормонально и генетически клетки эпителия были подготовлены к активному делению — к воспроизводству подобных себе специализированных клеток, а вовсе не к тому, чтобы развертывать «с ноля» генетические программы для развития цельного организма.

Между тем, если вы хотите получить точную генетическую копию взрослого организма, вам следует заставить ядра специализированных клеток делать то, к чему они вовсе не предназначены: реализовывать весь свой генетический потенциал, а не только те частные программы, которые потребны в этой ткани.

То есть необходимо приблизить используемые ядерные генетические структуры к исходному, «стартовому» состоянию, свойственному половым клеткам.