Кошки и гены - Бородин Павел Михайлович - Страница 19

Неожиданно я получил команду на выезд. Причем улетать в Лондон я должен был в 8 часов вечера 24 декабря. Что для нас 24 декабря? Неделя до Нового года. А для британцев это святой праздник — канун Рождества. Поезда не ходят. Самолеты не летают. Все сидят за столами и ведут рождественские беседы, а британские коты греются у каминов. Вот на такую рождественскую беседу я и попал в ночь на 25 декабря в Лондоне. За столом были в основном биологи. А тема сначала была вполне соответствующая моменту. Речь шла о непорочном зачатии. Поговорили об обстоятельствах этого события, о том, что это может значить в духовном смысле. Но профессия взяла свое, и незаметно съехали на биологические механизмы непорочного зачатия. Один из нас высказал соображение, что поскольку от Святого Духа хромосомного вклада не было, а только духовный стимул, то все, видимо, сводится к партеногенезу.

Партеногенезом называют развитие без оплодотворения. Есть разные пути партеногенеза. Иногда потенцию к развитию нового организма^ приобретает диплоидная, то есть содержащая удвоенный набор хромосом яйцеклетка. Такой путь называют амейотическим, так как здесь выпадает одна из важнейших стадий полового процесса: мейоз, который, как мы уже знаем (см.

«Гены и хромосомы»] в норме приводит к превращению диплоидных клеток зародышевого пути в гаплоидные, содержащие только одинарный набор хромосом. Благодаря мейозу, половые клетки самцов и самок становятся как бы дополнительными друг к другу: они содержат гаплоидные наборы хромосом, а при оплодотворении диплоидный набор восстанавливается.

Партеногенезом успешно размножаются многие виды животных, включая и позвоночных: некоторые рыбы и рептилии. У млекопитающих, в том числе и у кошек, и у человека, это явление пока не описано. Но если не описано, то это не значит, что его в принципе быть не может.

В ту рождественскую ночь мы немного поспорили о том, был ли партеногенез при непорочном зачатии мейотическим или амейотическим. Сошлись на том, что, по всей видимости, был он мейотическим. То есть прошли оба деления мейоза, а потом гаплоидное ядро яйцеклетки от духовного стимула удвоилось, возникла полноценная зигота.

Тут же, однако, появилось возражение, что таким путем могла родиться только девочка, а уж никак не мальчик, потому что Y- хромосому от матери не получишь. Действительно, откуда ей взяться, если в геноме женщины есть две половые хромосомы и обе они X. Это у мужчин есть и X, и Y-хромосомы, и именно поэтому они мужчины, а не женщины. Но из этого затруднения нашли выход. Допустили наличие мутации, которая направляет развитие эмбриона по мужскому пути даже при женской хромосомной конституции. Казалось бы, уже все обосновали, но тут-то и было сделано заявление, которое очень меня насторожило.

Один из участников беседы, иммунолог из Кембриджа, сказал, что в его институте работает д-р Азии Серани, который показал, что у млекопитающих, ну, скажем точнее — у мыши, партеногенетическое развитие из женского или из мужского ядра в принципе невозможно. Для нормального развития недостаточно иметь полный диплоидный набор хромосом: нужно обязательно получить один гаплоидный набор от матери, а другой — от отца.

Тут я должен сказать, что английский мой в тот момент оставлял желать лучшего. Когда говорил один человек, я еще понимал, но когда начинали говорить несколько человек, меня зашкаливало. После сообщения кембриджского иммунолога я подумал, что со мной именно сейчас это и произошло: настолько не вязалась его информация с моими прежними представлениями.

Я был искренне убежден, что для нормального развития нужен диплоидный набор хромосом, а откуда эмбрион этот набор получил, вообще говоря, неважно. Это мое убеждение основывалось на экспериментах, проведенных на дрозофиле, и на уверенности в старом принципе генетики «Что верно для дрозофилы, то верно и для слона». И, кроме того, я отчетливо помнил, какое сильное впечатление произвел на меня доклад выдающегося американского генетика Клемента Маркерта в 1978 году на Международном генетическом конгрессе в Москве.

Он рассказывал о своих экспериментах с яйцеклетками мыши. Маркерт удалял из оплодотворенной яйцеклетки хромосомы,

полученные от отца, заставлял оставшиеся материнские хромосомы удвоиться, и из таких яйцеклеток рождались нормальные мыши. Он показывал их фотографии! А тут вдруг мне говорят, что это невозможно!

Поэтому я обратился к иммунологу за персональными разъяснениями, благо мы сидели рядом. Конечно, теперь я понимаю, что поступил ужасно не по-английски. Так за общим столом себя не ведут. Но он любезно вошел в мое положение, сказал, что я понял его совершенно правильно, что открытие Маркерта не подтвердилось (по-английски это звучало «Боюсь, что оно не подтвердилось»). Но опровержение этой работы привело к очень неожиданным и интересным результатам.

Итак, чем занимался коллега моего застольного соседа доктор А. Серани? Он пытался получить партеногенетических мышат. Для этого он проводил микрохирургические операции на оплодотворенных яйцеклетках мыши.

Что представляет собой яйцеклетка мыши вскоре после оплодотворения? Внутри нее находится два ядра: гаплоидное ядро яйцеклетки, или материнский пронуклеус, и гаплоидное ядро сперматозоида, или отцовский пронуклеус. В тот момент, когда пронуклеусы лежат отдельно и не слились пока друг с другом, есть возможность тонкой пипеткой удалить один из них и заставить второй удвоиться. После всех этих процедур мы получаем оплодотворенную и тем самым индуцированную к развитию яйцеклетку, имеющую полный диплоидный набор хромосом (каждая хромосома, как и положено, присутствует в двух экземплярах). Но в отличие от нормальной оплодотворенной яйцеклетки, эта содержит хромосомы, полученные только от одного из родителей: только материнские, если мы удалили отцовский пронуклеус, или только отцовские. То есть, как видите, мы повторяем опыт Маркерта, о котором я вспоминал за рождественским столом.

Допустим, мы провели все эти процедуры корректно, ничего не повредив. Что будет с такой яйцеклеткой, если ее поместить в матку приемной матери? Она начинает развиваться. И на первых шагах это развитие будет протекать вполне нормально: эмбрион благополучно минует ранние стадии развития, успешно имплантируется в стенку матки. А вот когда уже половина эмбриогенезабудетпозади, такой однородительский

партеногенетический зародыш погибнет. Отчего? Чего ему не хватает для нормального развития до конца? Ведь он имеет полный набор хромосом, весь набор генов, тех же генов, что и зародыш, возникший нормальным путем. Может быть, это сказываются отдаленные последствия тех манипуляций, которые мы над ним проделывали: вынимали один пронуклеус, удваивали другой? Нет. Яйцеклетки, из которых сначала удалили, а потом вставили удаленный пронуклеус, развиваются до конца, из них получаются живые и нормальные во всех отношениях мыши. Чего же не хватает однородительским зародышам?

Кому чего. Одноматеринским зародышам не хватает для нормального развития внезародышевых образований: желточного мешка, амниона, трофобласта — тех самых эмбриональных структур, которые создают нормальный зародыш и которые обеспечивают его питание и связь с материнским организмом. Одноотцовские же эмбрионы, напротив, строят почти нормальные внезародышевые структуры, но не способны построить собственное тело. Естественно, и те, и другие гибнут.

Доктор Серани задался вопросом, нельзя ли попытаться скомпенсировать эти дефекты, создав комбинированный зародыш, который содержит как одноматеринские, так и одноотцовские клетки. Он получил однородительские яйцеклетки обоих типов. Дал им пройти одно-два деления в пробирке, затем разделил образовавшиеся клетки и перемешал их вместе. В результате всех этих манипуляций образовались мозаичные, или химерные зародыши, состоящие из смеси одноотцовских и одноматеринских клеток. Какова была судьба этих зародышей?

Все они дожили до 10-го дня, после чего были взяты в анализ. Оказалось, что сами эмбрионы состоят почти исключительно из одноматеринских клеток, их желточные мешки — из одноотцовских, а трофобласт состоит из смеси клеток обоих типов. То есть на 10-й день такие химерные зародыши вполне полноценны.