Токин - Общая эмбриология (947299), страница 71
Текст из файла (страница 71)
То же относится и к ядрам клеток, закладок хорды и нервной пластинки на стадиях поздней гаструлы и нейрулы. Авторами был сделан вывод, что ядра одних клеток энтодермы еще остаются тотипотентными, но ядра большинства других клеток подвергаются на этой стадии ди ференциации. з всех опытов был сделан общий вывод, что в ядрах бластомеров в ходе дробления и на последующих стадиях развития зародыша происходят изменения: они теряют свою эквипотенциальность. Независимо от Р. Бриггса и Т.
Кинга, Л. А. Никитина в О. Г. Строева (1960 — 1969) провели опыты по гомотрансплантации ядер эктодермы и ее производных в энуклеированные яйцеклетки четырех видов амфибий — Ви1о о(пйг, В. Ьи1о аМай(сиз, Капа агоаНз и к. 1етрогаг(а. Результаты опытов принципиально те же, что и в опытах Кинга и Бриггса. Однако в опытах Никитиной для пересадки брали ядра из клеток глазного пузыря и глазного бокала (со стадии хвостовой почки).
Оказалось, что и ядра дифференцирующихся клеток закладки глаза сохраняют потенции, присущие ядру зиготы. С увеличением возраста зародышей — доноров ядер — наблюдается уменьшение процента нормально развивающихся зародышей — реципиентов. Были сделаны выводы, что происходит возрастное ограничение потенций ядер ' у все большего числа дифференцирующихся клеток. Изложенные данные, подтвержающие указанную гипотезу Заварзина, к сожалению, не могут считаться убедительными н, конечно, не решают проблем о роли ядра и цитоплазмы клеток в развитии зародышей и о вероятном различии ядер дифференциРующихся клеток. В этих опытах, к сожалению, нельзя было инъецировать чистые ядра, неизбежно вводилась и цитоплазма клеток.
Конечно, относительное количество ннъецнрованной цито- плазмы (по сравнению с цитоплазмой яйца) незначительно, особенно когда ~клетки-доноры были очень мелкими (со стадии поздней гаструлы). Но пренебрегать возможной биохимической ролью этих небольших количеств цитоплазмы нельзя, зная, сколь значительный эффект могут обусловливать микродозы тех илн иных веществ в биохимических процессах (феРменты и др.).
В опытах Кинга н Бриггса наносились ощутимые травмы зародышам (и при удалении ядра яйца, и при иньекцни чужих ядер), поэтомУ трудно решить, за счет каких причин могли быть случаи аномалий в развитии. хзт Изящные опыты Кинга и Бриггса, давшие указанный результат, не удалось с тем же успехом провести на зародышах хвостатых амфибий. В точно таких же опытах на яйцах тритона зародыши не развивались нормально со стадии бластулы даже в случаях, когда инъецировались ядра клетки со стадии ранней бластулы. Выходит, что у зародышей тритона какие-то иные закономерности дифференциации ядер, а это кажется сомнительным.
Данные других исследователей заставляют более настороженно относиться к выводам, сделанным Кингом и Бриггсом. Дж. Гердон в 1962 г. доказал способность ядер клеток кишечного эпителия питающихся головастиков Хеаориз 1аеэ(з обеспечивать эмбриональное развитие: в 10 случаях из 726 оперированных зародышей (в энуклеированные яйца инъецировались ядра клеток кишечного эпителия) развились головастики. Результаты опытов дают право автору делать вывод о том, что ядро может обусловить дифференциацию клеток и в то же время сохранять генетическую информацию, необходимую для нормального процесса развития. Т.
Кинг и Мэк-Книпель (1962) пересаживали в яйцеклетку лягушки )сапа р(р(еаз ядра клеток опухоли (аденокардициномы), возникающие при образовании опухоли из дифференцированных клеток почки. В этих опытах были получены плавающие головастики с дифференцированными хордой, кожей, мозгом, мышцами и т. д. Трудно сделать определенные выводы из опытов Р. Бриггса и др. (1964), проведенных на яйцах аксолотля. Яйца освобождали от оболочек, хромосомы их разрушали действием ультрафиолетовых лучей, Активация яиц к развитию вызывалась действием электрического тока.
Ядра для пересадок брали от других зародышей со стадии нейрулы, из клеток хорды, боковой мезодермы, медуллярной пластинки и энтодермы. В большинстве случаев развитие не шло дальше стадии бластулы и ранней гаструлы, но при пересадке ядер нз хорды развитие иногда продолжалось до стадии нейрулы (ба7з случаев), хвостовой почки (4%) н даже до вылупления (О,бра). Прн инъекции ядер, взятых из клеток нервной пластинки, в За7а случаев нормальное развитие продолжалось до стадии нейрулы. Исследователями дается противоречивая оценка всех опытов по пересадке ядер. Одни считают, что, по-видимому, происходят какие-то необратимые изменения клеточных ядер, другие сомневаются в реальных возрастных ограничениях ядерных потенций на таких поздних стадиях, как хвостовая почка. Интересны опыты ряда авторов, пытавшихся разрешить проблему роли ядра и цитоплазмы в развитии путем убиения ядер яйца или бластомеров действием ионизирующей радиации.
Они исходили из гипотезы, будто при действии ионизирующего излучения можно убить ядро клетки, а цитоплазму оставить нормальной. :288 В. В. Конюхов (1973) так представляет контроль клеточной дифференциации. Дифференцировка клеток связана прежде всего с синтезом специфических белков, появление которых определяется дерепрессией локусов ДНК и синтезом соответствующих иРНК, Многие думают, что процессы дифференциации и морфогенеза осуществляются так, что те или другие гены включаются н выключаются в одной и той же клеточной системе. Конюхов считает, что дифференциация связана только с дерепрессией генома «тотипотентных недифференцированных» клеток раннего зародыша.
Сначала дерепрессируются гены, контролирующие размножение и процессы общего метаболизма, затем активируются первые «тканеспецифические гены», детерминирующие специализацию бластомеров в стволовые клетки, а в период гисто- н органогенеза дерепрессируются гены, которые контролируют синтез белков, специфичных для тех или иных клеточных систем. Эта гипотеза возникла в связи с иммуноэмбрнологнческими исследованиями Конюхова (см.
гл. ХЧ) антигенов, возникающих в ходе развития организма (видоспецифнческие, стадиеспецифическне, органоспецифическне). Она связана с популярным в 60 — 80-е годы представлением о стволовых клетках. Определенный клон клеток образуется в результате многократных делений первичной инициаторной, стволовой клетки, у которой дерепресснруются и затем сохраняются в активном состоянии соответствующие тканеспецифические локусы ДНК. Стволовые клетки, дум ают Конюхов и другие авторы, возникают на стадии гаструлы. Таковы миогенные, хондрвгенные, фиброгенные и иные.
ВМБРИОЛОГИЯ, ГЕНЕТИКА И МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ Как уже сказано, между эмбрнологией и генетикой существует тесная связь, которую пытались наполнять новым содержанием несколько поколений генетиков и эмбриологов, начиная с Т. Моргана н В. Ру. В 60 — 80-е годы огромное число генетиков, молекулярных биологов и эмбриологов, вдохновленные превосходными успехами в познании синтеза белка, увлеченно работали над вскрытием преимущественно биохимических закономерностей.
эмбрионального развития, теснейшим образом коррелнрованных с морфогенетическими процессами. Как н при возникновении вся. кой новой, бурно развивающейся науки, в молекулярной биологии н генетике индивидуального развития имеется много противоречивых исследований, спорных представлений. Интерпретация многих фактов еще неясна. Совершенно неизвестно еще эмбриологическое, морфогенетнческое значение многих биохимических данных. Эмбрнологи, однако, не вправе игнорировать даже н не «устоявшиеся» еще представления. Впоследствии, после изложения всех основных проблем эмбриологии, будут рассмотрены спорные и бесспорные вопросы 289 А. С. Спирин (1965) говорил: «Многим казалось (а иным кажется и по сей день), что открытие информационной РНК (мРНК) и связанных с ней генных регуляторных механизмов обещает легкий путь к решению проблем клеточной дифференцировки, Уже родилось немало красивых схем, где простой игрой активности генов, простым включением и выключением синтеза различных мРНК в процессе развития и дифференцировки якобы можно объяснить и сами эти процессы.
Схему регуляции Жакоба и Моно (ЛасоЬ, Монад, 1961), столь плодотворную в объяснении ряда процессов у недифференцирующихся одноклеточных, сделали почти аксиомой и в объяснении процессов клеточной дифференцировки. Переход от одной стадии развития к другой стал рассматриваться как довольно несложный а~кт «индукции» на генном уровне: некий «индуктор», подготовленный предыдущей стадией, активирует новую порцию ранее «репрессированных» генов, последние начинают продуцировать новые мРНК, которые определяют синтез новой серии белков, а уже последние-то н определяют всю специфику новой стадии. Хотелось бы, однако, предупредить о том, что никаких экспериментальных подтверждений применимости схемы Жакоба н Моно к процессам клеточной дифференцировки пока нет.
Надо помнить о той возможности, что схема регуляции Жакоба и Моно может быть ограничена вполне конкретным, определенным кругом явлений, общих как для недиффереицирующихся, так и для дифференцирующихся клеток, но не имеющих отношения к самой дифференцировке. С другой стороны„регуляция на генном уровне по Жакобу и Моно может быть лишь вырванной частью, случай. ным фрагментом сложной общеклеточной регуляторной системы, и в этом случае также было бы крайне наивно пытаться объяснить такие общеклеточные процессы, как развитие и дифференцировка, на основании знания одного маленького известного нам фрагмента (хотя, разумеется, знания этого может быть вполне достаточно для объяснения некоторых частных явлений), например, индукции или репрессии синтеза данного фермента»'. Из открытий Менделя, апробированных победным развитием генетики в течение восьми десятилетий нашего века, вытекает бесспорный принцип о дискретности наследственной детерминации признаков.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
