Альманах «Знак вопроса» - Знак вопроса, 2003 № 03

Ботаники клонирование называют еще вегетативным или бесполым размножением, поскольку репродукция организмов происходит без половых или генеративных клеток. Очень много пользовался этим методом наш выдающийся селекционер Мичурин — вспомните его подвои и привои.

Примеры клонирования мы видим также при регенерации тканей и органов, а также при знаменитом партеногенезе. Афина, дочь Зевса, носит также прозвище «Партеиос». Именно в честь нее главный храм Афин назван Парфенон («т» и «ф» довольно часто чередуются в русском языке при заимствовании греческих слов: Теодор — Федор, имя переводится как «Бог-дан», «Дар божий»; тета — фита, атеист — «афеист» Пушкина и т. д.).

Мы уже говорили, что Афина рождена была из главы Зевса, то есть бесполым, «непорочным» путем. Партеногенез был «соблюден» и при рождении Христа, о чем также говорилось выше. Партеногенетически размножаются даже животные организмы с весьма сложной организацией, вплоть до ящериц. В экспериментальных условиях удалось получить даже партеногенетических индюков, правда бесплодных. У млекопитающих непорочное развитие не отмечено, если не считать мифологических сюжетов.

За счет чего же происходит клонирование организмов и их тканей? Чтобы попять это, необходимо вновь обратиться к истории биологической и экспериментальной мысли. И тут не обойтись без имени нашего талантливого и пытливого исследователя Александра Александровича Максимова (1874–1928).

К своему вящему удивлению, я обнаружил его имя в советских энциклопедиях, хотя и знал, что Максимов эмигрировал из нашей страны еще в 1922 г. В статье, помещенной в Большой медицинской энциклопедии под редакцией Семашко, говорилось, что наш ученый провел последние годы своей жизни в Чикаго, где плодотворно трудился, изучая проблемы гистогенеза и воспаления.

Гистогенез — это образование тканей, например в ходе того же эмбрионального развития. Максимов работал в период бурного развития описательной биологии и медицины. Два открытия начала века оказали на него формирующее влияние. В 1908 году Нобелевскую премию присудили нашему И. Мечникову, который доказал центральную роль лимфоцита-макрофага в воспалении — защитной реакции нашей иммунной системы.

Через четыре года в Стокгольм вызвали француза А. Карреля, который в далекой Америке разработал и усовершенствовал свой метод культивирования органов и тканей. С 1916 года метод был взят на вооружение Максимовым. С его помощью он пытался решить проблему, которая так и не далась Мечникову: откуда при воспалении появляется то множество клеток, накопление которых приводит к образованию нарыва, флюса и гноя (гноем занимался еще Мишер в середине XIX века).

Второй вопрос, волновавший Максимова как исследователя, был кроветворение. Благодаря опытам по переливанию крови, за открытие групп которой нобелевской награды в 1930 г. был удостоен К. Ландштейнер, было известно, что жизнь клеток крови недолговечна. Новые поступают в кровоток из костного мозга, являющегося органом нашего кроветворения. Но каким же образом «кроветворящие» клетки сохраняются с эмбрионального развития во взрослом организме?

В результате своих скрупулезных исследований Максимов пришел к удивительному выводу: в пашем организме на протяжении всей жизни сохраняются недифференцированные — «мезенхимальные» — клетки, которые по аналогии с ботаниками он назвал «камбиальными».

Камбий — это тонкий слой клеток растений, которые лежат под корой или кожицей и начинают бурно размножаться, если обрезать или обломать ветку дерева. Именно за счет размножения камбия каждый год растение увеличивает свой объем и формирует годовые кольца. Есть такие клетки и в нашем организме, в частности в костном мозгу и других тканях.

В «простой как правда» Америке Максимов был вынужден отказаться от заумной латыни и греческого, поэтому назвал такие клетки попросту «стволовыми». Можно отпилить все ветки того же тополя, но если сохранен ствол, то дерево скоро отпустит новые побеги, благодаря чему возможны самые разные фигурные «стрижки» деревьев в садах и парках. Так этот научный «сленг» и закрепился в терминологии. Теперь клетки, способные давать клопы своих потомков, называют во всем мире стволовыми.

Например, лимфоцит при соответствующей стимуляции способен давать до 6–8 тысяч (!) своих потомков. Что же тут удивляться появлению гноя, образующегося при гибели миллионов клеток белой крови? Вся иммунологическая «память» об инфекциях, с которыми нам приходилось встретиться на своем жизненном пути, есть совокупность разных лимфоцитарных клонов, существование которых поддерживается в случае кори с раннего детства до самых последних дней. Вот почему обычно корью мы больше одного раза не болеем.

Стволовые клетки начинают размножаться, когда мы по неосторожности наносим царапину коже. Они, как выяснилось не так давно, «сидят» глубоко в мозгу, давая новые клетки нервной системы. Это открытие опровергает привычный тезис о том, что «нервные клетки не восстанавливаются». Восстанавливаются, и еще как. Без нервных стволовых клеток наш мозг отказывал бы намного раньше, как это происходит у людей с различными мутациями, приводящими к развитию нейродегенеративных заболеваний.

Максимов о стволовых клетках писал: «Это блуждающие клетки в покое, которые могут превращаться в различные клеточные формы». Именно благодаря им решается вопрос о новообразовании клеток при мечниковском воспалении. Остается удивляться тому, почему наука не пошла по широкому и ясному пути, указанному нашим выдающимся ученым еще во второй половине 20-х годов XX века.

Этому могут быть два объяснения. Во-первых, Америка в те годы еще не была научным центром мира. Достаточно вспомнить открытия П. Рауса в области раковых вирусов, за которые он получил Нобелевскую премию «всего» лишь через 55 лет (хорошо, что дожил!). Не восприняли европейские ученые и открытия О. Эйвери, который доказал, что именно ДНК суть вещество гена.

Во-вторых, надо помнить, что Каррель был уникумом в своем роде. Ему удавалось поддерживать — в отсутствии не то что антибиотиков, но даже и сульфаниламидов, — жизнеспособность культур на протяжении десятков лет! Воспроизвести подобные результаты стало возможно только в 50-е годы, когда в распоряжении ученых появился пенициллин.

Скажем также пару слов о дифференцировке. Это процесс специализации клеток, обретения ими формы и функции. Все начинается с оплодотворенной яйцеклетки, имеющей шаровидную форму. Затем начинается развитие и дифференцировка, в результате чего образуется до сотни различных клеточных типов не похожих друг на друга. И функции они выполняют совершенно разные: мышечная сокращается, а нейрон посылает электрические импульсы, чтобы мышцы сокращались или расслаблялись. Секреторные синтезируют и выделяют свой секрет — наружу или в кровь (в последнем случае железы называют эндокринными или внутренней секреции).