Фогель, Мотульски - Генетика человека - 1 (947311), страница 12
Текст из файла (страница 12)
В последние годы осуществляются эксперименты 1п тйго и на животных, где в качестве векторов для введения генов используются ретровирусы. До весны ! 985 года такие исследования на людях не проводились. Более ранние попытки осуществления генной терапии для лечения аргининемии с использованием вируса папилломы Шоупа и ()-талассемии с использованием ()-г'лобиновых генов были преждевременными н не дали клинического эффекта.
Применение генной терапии половых клеток, то есть встраивание нормальных генов в дефектныс половые клетки, оплодотворенные яйцеклетки или эмбрионы 34 1. История генетики человека на ранних стадиях развития для лечения наследственных заболеваний,-дело дале- кого будущего. Х.У.6. Нерешенные проблемы Генетика человека большинством своих достижений обязана тому, что она опиралась на законы Менделя и использовала методы, разработанные в различных областях биологии. Такие важные проблемы, как регуляция активности генов, особенно во время эмбрионального развития, регуляция деятельности иммунной системы и работы мозга выходят за рамки имеющихся фундаментальных представлений, однако этн рамки постоянно расширяются.
Генетика человека вносит вклад в решение этих проблем путем исследования генетическо> о разнообразия и заболеваний с помощью новейших методов; чтобы понять причины наследственных болезней, необходимо ра- зобраться в механизмах действия гена во время эмбрионального развития, выявить специфические гены, ответственные за возникновение различных заболеваний. На первый взгляд история генетики человека за предыдущие тридцать лет выглядит как непрерывная цепь успехов.
Читатель может прийти к выводу, что последнее поколение специалистов по генетике человека уже поставило благородную науку на службу человечеству. Однако как оценят потомки наши попытки поставить генетику человека на службу человечеству таким образом, как мы это понимаем? Будут ли они видеть этические различия между избирательным прерыванием беременности в случае эмбриона с синдромом Дауна и уничтожением новорожденных с грубыми пороками развития? Не скатываемся ли мы опять вниз по «наклонной плоскости?>> 2. Хромосомы человека 2.1.
Цитогенетнка человека— запоздалое, но счастливое рождение Хромосомная теория менделевского наследования была сформулирована в 1902 г. Саттоном и Бовери. В том же году Гэррод, установив аутосомно-рецессивный тип наследования алкаптопурии и обсуждая в связи с этим проблему биохимической индивидуальности вообще, выдвинул концепцию «врожденных ошибок метаболизма».
Вскоре после этого было показано, что многие болезни человека наследуются как простые менделевские признаки. Десятилетие спустя Бриджес (1916) ~311) описал первый случай аномального распределения хромосом в мейозе у дрозофнлы н назвал это явление «нерасхождением». Цитогенетика животных н растений расцвела в первой половине века: почти все важные явления в области цитогенетики были открыты именно в этот период. Более того, цитогенетические методы помогли прояснить многие закономерности мчтацнопного процесса. Можно было бы ожидать, что результаты и концепции общей цитогенетнки довольно быстро найдут приложение в цитогенетике человека, способствуя объяснению целого ряда явлений, генетических по своей природе, но трудно согласующихся с законами Менделя.
Однако это внедрение задержалось вплоть до 50-х гг. Реальное развитие цитогенетики человека начинается только с того времени, когда Тио и Леван (1956) ~532), а также Форд и Хамертон 11956) г351) установили, что диплоидное число хромосом у человека равно 46. Лежен (1959) ) 417) открыл трисомию по 21-й хромосоме прн синдроме Дауна, а Форд с сотр.
11959) ~352) н Джекобс и Стронг П959) [395) сообщили о первых цитоге- нетнческих находках при синдромах Тернера и Клайнфельтера, Позднее рождение цитогенетики человека обычно объясняют несовершенством методов приготовления препаратов хромосом. Действительно, запутанные хромосомные клубки на старых иллюстрациях наглядно свидетельствую~ о тех трудностях, с которыми сталкивались первые исследователи, пытавшиеся подсчитать число хромосом в клетках человека. Трудно представить, сколько лет многие аномалии человека ожидали бы своего объяснения на основе цитогенетики, если бы развитие соответствующих методов задержалось еще дольше.
Ведь были специалисты по генетике человека, которые предполагали, что определенные нарушения могут быть обут словлены хромосомными аберрациями. Например, еще в 1932 г. Ваарденбург ) 537) писал по поводу болезни Дауна: «Наличае целой группы симптомов у таких больных особенно привлекает внимание. Я хотел бы предложить цнтологам проверить, не встречаемся ди мы здесь с примером определенной хромосомной аберрацнн у человека. Почему бы ей не возникать иногда у человека н почему бы ей не быть, если она не легальна, причиной глубокой аномалии консгнтуцнв. Нужно ответить на вопрос, не лежит лн в основе монголнзма «хроыосомная нехватка» нлн «нерасхождение», нлн, наоборот, «хромосомная дуцднкацвя».
Моя гипотеза имеет цо крайней мере то ц1жнмущество, что ее можно проверить. Если она верна, становится понятным н влнянне возраста матерн...» Он отметил тогда, что очень редкие семейные случаи синдрома Дауна и показатели конкордантности монозиготных близнецов вполне совместимы с его гипотезой.
Будучи практикующим врачом— 36 2. Хромосомы человека офтальмологом, Ваарденбург стал одним нз выдающихся специалистов по наследственным глазным болезням, но самостоятельно проверить свои предположения он не имел возможности. Не нашел он поддержки н у цнтогенетнков своего времени. Искр» была брошена, но огонь не разгорелся.
2.1.1. История развития интогсветнкв человека Первые наблюдения митотических хро. гасом человека [5221. Можно сказать, что исследования по цитогенетике человека начались с работ Арнольда (1879) [2971 и Флемминга (1882) [3481, которые впервые наблюдали митотические хромосомы человека. В последующие з оды появилось много сообщений, в которых приводились различные оценки числа хромосом у человека.
Среди этих ранних исследований выделяется работа Виннвортсра (1912) [543). Он исследовал гистологические срезы тестнкул от четырех человек разного возраста.-21, 23, 25 и 41 год. Из фиксированного материала были приготовлены срезы только одной толщины — 7,5 мк, что недостаточно для корректного подсчета хромосом, В этих препаратах исследовали 32 сперматогониальных митоза. В 29 из ннх Винивортер насчитал 47 элементов, в двух других — 46 и в одном — 49 (рис. 2.1). Кроме этого было обнаружено 60 клеток на стадии диплотены, в 57 из них выявлено 24 элемента, в двух-25 и в одной — 23. Он рис.
2.1. Одно из псрных изображений мизоза н сперматогониях [543). наблюдал в диплотене даже половой биналент, но расценил его как одну хромосому, сместившуюся к полюсу. Вннивортер пришел к выводу, что у мужчины должно быть 47 хромосом, а у женщины-48. Данных относительно оогепеза было егце меньше, поскольку ему удалось обнаружить только три четких оогониальных митоза в материале от четырехмесячного плода. Результаты анализа подтвердили предположение о наличии в клетках женщин 48 хромосом. Существенным импульсом для развития цитогенетики человека явились данные Пэйнтера (1921.
1923) [4671. Он исследовал тестикулы трех душевнобольных (причиной удаления тестикул во всех случаях было гзвыраженное отсутствие самоконтроля в сочетании с определенной степенью помешательстваи). Основные результаты были получены при исследовании препаратов от двух больных. В предварительном сообщении (1921) Пэйнтер определил число хромосом как 46 или 48, но в заключительной статье (1923) он пришел к выводу о наличии в клетках человека 48 хромосом. В первом мейотическом делении Пэйнтер обнаружил половой бивалент, состоящий из Х и з' хромосом, которые в анафазс перемешались к противоположным полюсам (рис.
2.2). В последующие годы цифра 48 подтверждалась многими авторами [3793. Дальнейшему прогрессу препятствовали две технические трудности. 1. Техника получения срезов была такова, что готовые препараты, как правило, содержали разрушенные митозы. 2. Хромосомы накладывались одна на другую, образуя клубки, плохо поддающиеся анализу. Этн трудности в конце концов были преодолены благодаря: а) использованию суспензий интактных клеток, из которых можно было получать давленые препараты (или просто высушивать на воздухе) без приготовления гистологических срезов; б) кратковременной обработке клеток гипотоническим раствором, в результате чего кле,гкн набухают н лопаются, а хромосомы свободно распределяются в препарате.
Метод гипотонического шока существенно облегчил подсчет хромосом [384, рис 2 2 Половой бивалент в первой анафазе мсйоза [467). 3861. [Интересно заметить, что данные Пэйнтера о наличии у человека 48 хромосом настолько запечатлелись в умах исследователей, что даже спустя 30 лет в первых публикациях по цитогенетике человека с использованием новой техники фигурировала цифра 48 [3843.) Старая ошибка исправлено, началась новая эра [3523.
Летом 1955 г. Леван [шведский цитогенетик) во время своего визита в лабораторию Хсю в Нью-Йорке обучился методике получения давленых препаратов с использованием гипотонического шока. Он и Тио усовершенствовали затем этот метод, сократив время гипотонической обработки и добавив обработку колхицином — химическим веществом, которое, разрушая нити веретена деления, останавливает митоз на стадии метафазы и увеличивает, таким образом, количество клеток, пригодных для подсчета хромосом. Эти авторы исследовали фибробласты легкого, полученные от четырех эмбрионов человека.
Изучив 26! метафаэную пластинку, к своему удивлению, они обнаружили, что в ббльшей части клеток присутствует 46 хромосом. На рис. 2.3 в качестве примера 2. Хромосомы человека 37 рис 2.3 Метафазная пластинка культивируемых 1п г1гго фибробластов легкого эмбриона человека. Фотография из первого сообщения, в котором консгатировалось наличие в клетках человека 46 хромосом [532). показана одна метафаза из их работы. Обсуждая эти данные, Тио и Леван упомянули о работе трех шведских цитогенетнков, которые за год до них изучали митоз в клетках печени абортированных эмбрионов человека и прекратили свои исследования, поскольку не могли обнаружить 48 хромосом: во всех клетках они находили только 46 хромосом.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
