Карл Циммер - Она смеется, как мать [Могущество и причуды наследственности] [litres]

Сделав это открытие, Оуэн показал, насколько неточны наши представления о наследственности. Мы уверены, что унаследовали свои гены от родителей, когда одна яйцеклетка соединилась с одним сперматозоидом, образовалась одна зигота и получился один геном. Теперь же Оуэн описал коров, чьи тела состояли из клеток, принадлежащих разным организмам.

Можно проследить восхождение некоторых клеток чистокровной гернзейской телочки назад к исходной клетке. Но также можно проследить и происхождение некоторых ее стволовых клеток от ее герефордского брата-близнеца. Если бы эмбриологи рисовали родословную этих клеток, им пришлось бы рисовать два дерева с отдельными основаниями и переплетенными ветвями. А если бы они прослеживали гены этих клеток до предыдущего поколения, то некоторые были бы от гернзейского быка, а некоторые – от герефордского. Однако, несмотря на нарушение правил наследственности, телята были совершенно здоровы. Сплав разных клеток от различных родителей работал довольно хорошо.

Оуэн задумался, редкой ли случайностью было обнаруженное. Он изучил кровь сотен пар телят-близнецов. В 90 % случаев он нашел, что их кровь оказалась смешанной. Это открытие было особенно примечательно, поскольку иммунную систему близнецов, похоже, не беспокоило такое смешивание. К 1940-м гг. переливание крови стало весьма стандартной медицинской процедурой, потому что врачи имели возможность очень тщательно избегать переливания пациенту крови неподходящей группы, чтобы не запустить смертельного иммунного ответа. Оуэн предполагал, что, возможно, раннее знакомство с чужими клетками учит иммунную систему толерантности.

Оуэн опубликовал историю о фримартинах в октябре 1945 г., после чего Калифорнийский технологический институт предложил ему работу. Биолог вместе с женой уехал от висконсинских зим в Южную Калифорнию и оставил свои исследования фримартинов. Устроившись в обычную лабораторию, он стал работать с крысами, сшивая кровеносные сосуды разных животных, чтобы посмотреть, передадут ли они стволовые клетки через общий кровоток.

Возможно, его работа с фримартинами была бы забыта, если бы через несколько лет на нее не обратил внимания один британский врач. Питер Медавар в то время проводил новаторские эксперименты по трансплантации [850] Martin 2007b; Martin 2015. . Он занялся этими исследованиями во время Второй мировой войны, надеясь найти способ лечения обгоревших пилотов Королевских ВВС. Медавар обнаружил, что если взять и определенным образом обработать здоровую кожу самого пациента, то можно успешно пересадить ее на место ранения. Но, если он пересаживал ткань, взятую от другого человека, она обычно не приживалась.

Иногда Медавар повторно пытался пересадить пациенту фрагмент кожи от того же донора. На этот раз она отторгалась даже быстрее. Медавар понял, что иммунная система воспринимает трансплантат как вторгающегося врага и начинает атаку тем быстрее, чем лучше она знакома с чужеродной тканью.

Это открытие заставило Медавара задуматься над тем, как же у иммунных клеток получается отличать своих от чужих. Он предположил, что в развивающемся эмбрионе иммунная система учится распознавать в качестве идентификационных меток на клетках белки, которые кодируются своими генами. Когда позже она сталкивается с клетками без правильной метки, она считает их вражескими. Медавар увидел простой способ узнать, так ли это. Однояйцовые близнецы, имеющие одинаковые гены, должны принимать пересаженные друг от друга ткани. Разнояйцовые близнецы и другие братья и сестры с большей вероятностью отторгнут такие ткани.

Медавар с коллегами отправился на одну из исследовательских ферм в Стаффордшире, чтобы провести проверку на коровах. Ученые вырезали кусочки кожи из коровьих ушей и внедряли их в холку другим коровам [851] Anderson et al. 1951. . Эксперимент оказался одновременно и удачным, и нет. У обычных братьев и сестер трансплантат обычно не приживался – не в пример однояйцовым близнецам. Собственно, так и ожидалось. Но Медавар с удивлением обнаружил, что у разнояйцовых близнецов, и фримартинов в том числе, трансплантат тоже хорошо приживался.

Сначала эти результаты смутили Медавара, поскольку, в отличие от Оуэна, он не очень хорошо разбирался в коровах. Но, когда англичанин открыл для себя исследования американского биолога, это замешательство исчезло. Оуэн показал, что на стадии зародышей разнояйцовые телята обмениваются друг с другом клетками через общий кровоток. Медавар понял, что развивающиеся иммунные системы телят воспринимают оба типа клеток как свои. Когда английский исследователь вживил взрослому фримартину кусочек кожи от брата, иммунная система того все прозевала.

Опираясь на идеи Оуэна, Медавар стал еще глубже изучать иммунную систему. В итоге его исследования положили начало современной практике пересадки органов. В 1960 г. Медавар получил Нобелевскую премию, но позже написал Оуэну, что должен был бы разделить эту честь с ним.

Эксперименты по пересадке кожи дали Медавару важную информацию не только об иммунной системе, но и о наследственности. Фримартины и другие разнояйцовые коровьи близнецы оказались примером не описанного ранее ее варианта, когда в теле одного животного присутствуют клетки, происходящие от разных зигот. Медавар решил, что такие животные заслуживают отдельного наименования, и назвал их химерами.

Это название отсылает нас на тысячи лет назад – к древнегреческим мифам, которые, по-видимому, были вдохновлены сообщениями о рождениях странных существ. Химерой называли чудовище с передней частью от льва, сзади оно выглядело как змея, а его средняя часть была как у козы. Для Медавара это слово имело и более современный смысл. Садоводы, подобные Лютеру Бёрбанку, иногда прививали верхушку одного растения на стебель другого, создавая так называемые прививочные гибриды. В 1903 г. немецкий ботаник Ганс Винклер сделал необычную прививку: он получил растение, которое было томатом с одной стороны и пасленом – с другой, и назвал это создание химерой. Новый термин Винклера распространился среди ботаников, но только применительно к таким прививкам.

Медавар заявил, что Оуэн обнаружил естественную животную версию ботанических монстров Винклера: «генетическую химеру».

Когда в 1951 г. английский исследователь опубликовал результаты экспериментов с кожей, он не особенно задумывался над вопросом, где встречаются химеры – только ли среди коров из-за особенностей их плаценты или и у других животных тоже. Однако два года спустя Медавар получил письмо от лондонского ученого Роберта Рэйса с сообщением, что, по-видимому, обнаружена первая химера-человек.