Юрий Апенченко - Пути в незнаемое

В общем, природа нашла некий выход, облегчающий существование крупных клеток. Делается так: количество ДНК удваивается как будто при делении клетки, а клетка не делится. Получается ядро с двойным запасом ДНК и, следовательно, с удвоенной способностью обеспечить клетку белком. Удвоение может повториться, и тогда запас ДНК в клетке станет учетверенным.

Обычно за единицу принимают количество ДНК в половой клетке и обозначают его как n . В большинстве клеток нашего организма ДНК содержится в количестве 2 n , но в особенно крупных — и более того. Есть в мозге человека и других млекопитающих очень крупные нейроны: большие пирамиды, клетки Пуркинье, клетки спинальных ганглиев и некоторые другие. В них количество ДНК достигает иногда 8 и даже 16 n !

Особенно далеко от стандарта число n уйти не может, потому что чем больше становится ядро, тем резче нарастают диффузионные трудности, — на этот раз трудности обмена материалом между ядром и цитоплазмой. Поэтому вместо дальнейшего увеличения ядро начинает распадаться, получаются многоядерные клетки, а отсюда недалеко и до полной патологии.

Сколько же ДНК в ядрах гигантских нейронов тритонии?

Мы зафиксировали несколько ганглиев тритонии особой смесью, смесью Бродского, и отдали их в Цитологическую лабораторию, возглавляемую тем же Всеволодом Яковлевичем Бродским. В этой лаборатории налажен особый метод, позволяющий определять количество ДНК в отдельных клеточных ядрах.

Пока материал проходил предварительную обработку, я заключил нахальное пари на бутылку шампанского со своей бывшей однокурсницей, работающей в этой лаборатории. Я утверждал, что у тритонии найдется ядро, в котором будет свыше тысячи n . Цифра эта показалась настолько далекой от реальности, что вызвала в лаборатории веселье, и пари было с готовностью принято. Впрочем, все решили, что я просто ищу вежливого предлога преподнести бутылку шампанского подруге юных лет.

Не стану утверждать, что в душе я твердо собирался выиграть, но я не исключал такой возможности. Гигантские нейроны моллюсков приучили быть готовым к любой несуразности. Если одна клетка может выполнять функции целого нервного центра, то почему бы ей не иметь тысячу n ? Правда, связи между первым и вторым не было никакой, а все же…

Через несколько дней я встретил свою однокурсницу. Лицо ее отображало некоторое стеснение, и она попросила меня напомнить ей условия пари.

— До тысячи — шампанское твое, — ответствовал я с легким сердцем.

— А если свыше, то… За каждую тысячу по бутылке?

Тут уже меня пронзили флюиды заинтересованности, и я потребовал разъяснений, немедленных.

— Видишь ли, кажется, в самой большой клетке получается что-то около ста тридцати тысяч n …

Можете себе представить, какое последовало «ах»! В суматохе я даже не потребовал ста тридцати бутылок шампанского и теперь из-за этого мучаюсь.

Получаешь ответ на один вопрос — и тут же выскакивает следующий!

Есть о чем подумать.

Есть о чем подумать, дорогие товарищи! А также глубокоуважаемые коллеги!

Значит, гигантское ядро гигантского нейрона — это не просто очень большое ядро, а это очень большой котел, который бурлит созиданием. Это зона исключительно высокопродуктивного синтеза. Так?

Спокойствие, не надо торопиться.

А если так, значит, продукты синтеза должны выходить из ядра, а в ядро встречным потоком должны двигаться исходные полупродукты. Как, собственно, это происходит в любом клеточном ядре, хотя бы и не нервном и не гигантском. Так же, только гораздо интенсивней. Потому что чем больше шар, тем меньше у него отношение поверхности к объему. Следовательно, в нашем гигантском ядре с его бурным синтезом все механизмы взаимного обмена между ядром и цитоплазмой должны быть напряжены до предела, до такой степени, какую трудно предположить у иных клеток.

Но внимание! Ведь о механизмах этого взаимного обмена вообще почти ничего не известно. Это — белое пятно биологии.

Следовательно?..

Очень трудно перестраивать свои мозги. Мы искали гигантские нейроны для нейрофизиологии. Механизмы работы нейрона и так далее.

И вдруг стало ясно: тритония — великолепный, идеальный объект для исследования ядерно-плазменных отношений.

«Ядро надо смотреть, дураки!!»

…День за днем, срез за срезом. Темно.

— Черт, черт знает что, бедлам, бедлам…

Это бормочет лицо, известное вам. Мне оно видно в профиль. Освещенный зеленым экраном, бог электронной микроскопии похож на хулиганствующее привидение.

— Черт знает какие срезы, сплошная вибрация, бедлам, бедлам…

Чертыхается он в силу привычки, срезы совсем неплохие. Попадаются и отличные. Бог умолк. Ладонями он быстро вращает рукоятки приводов, и срезы мелькают на экране.

— Стоп!!

Мы кричим в два голоса. Оно. Бог откидывается на спинку стула. Оно!

— Черт знает что! Фантастически! Давай снимать.

Бог начинает фотографировать, а я вынужден поставить точку: лучше это сделать на приятном месте. Нечего болтать о работе, в которой далеко до итогов.

Это точка в нашем рассказе, — так сказать, условная точка.

Разве может быть точка на самом деле?

Этот рассказ — рассказ о том, как мы искали и нашли королеву нервных клеток, — появился на страницах журнала «Смена» в самом начале 1964 года. И вот теперь, ровно через двадцать лет, я снова готовлю его к печати, и мне хочется хотя бы коротко поведать о том, что было дальше.

А было вот что: наша тритония сделала головокружительную карьеру. Особенно приятно, что в этой карьере было много неожиданного. Гигантские нейроны тритонии нашли не только то применение, которое мы им сулили, но и такое, какого мы на Путятине не могли бы предсказать.

В 70-х годах стало бурно развиваться новое направление науки о мозге — исследование клеточных механизмов поведения. Один из крупнейших авторитетов в этой области, американский нейробиолог Эрик Кэндел, описал сложившуюся в нашей науке ситуацию следующим образом:

«Часто думали, что дистанция между исследованием физиологических механизмов поведения и традиционной психологией больше, чем между любыми другими смежными науками. Но усиленное развитие биологии клетки в последнее десятилетие привело к идеям и методам, которые позволили значительно углубить анализ поведения… Для этой цели нужны особые экспериментальные объекты, а именно виды с интересным поведением, но с нервной системой достаточно простой, чтобы ее можно было успешно изучать на клеточном уровне».

Тритония оказалась первым организмом, на котором такую задачу удалось успешно решить. Потом уже, опираясь на этот успех, нейробиологи стали пользоваться и иными объектами, но дорогу расчистила тритония, и был период, когда клеточный анализ механизмов поведения удавался только на ней.