Как кошка Киплинга

Человек только начал чтение генетических карт. Он еще слабо ориентируется в этом новом для него фантастическом мире. Синтезированы лишь простейшие гены. Но так ли обязательно для ученых знать все тонкости генных механизмов? Уметь, как опытный часовщик, перебирать все до одного генные колесики, шестеренки, винтики? Может же неразумная природа обходиться без всего этого. И каких при этом успехов достигла!

А почему бы просто в качестве родителей не взять две клетки-донора разных видов растений и, не прибегая к посредничеству плазмид, слить их воедино? Такой способ гибридизации уже несколько десятков лет бытует в генетике животных клеток. А вот с растительными прежде не получалось: препятствием служила жесткая целлюлозно-пектиновая клеточная оболочка растений. Она полностью исключала возможность слияния.

Жаль! Какая замечательная идея: использовать не половые клетки (гаметы), а клетки тела (сомы), извлеченные из любой растительной ткани - листьев, стеблей, корней. И не создавать в клеточных оболочках проломов, а полностью уничтожить ограждения!

И эта цель в известной мере достигнута. С помощью обработки растительной ткани смесью пектолитических и целлюлитических ферментов можно полностью разрушить полисахаридные оболочки растительных клеток, оголить их. И они становятся податливыми для гибридизации: теперь удается сплавить воедино две, три и больше разнородных клеток.

Слипнуться две оголенные клетки заставляют, например, добавлением в раствор, где находятся клетки, различных химических веществ. Скажем, полиэтилен-гликоля. Это соединение усиливает взаимную адгезию - прилипание внешних клеточных оболочек-мембран..

Итак, две клетки соприкоснулись. Теперь необходимо, чтобы они слились в одно целое, стали единой клеткой. Для этого раствор отмывают от полиэтиленгликоля и добавляют в него ионы кальция Са2+. Их высокая концентрация увеличивает текучесть клеточных мембран, они рвутся в местах соприкосновения клеток. И через эти прорехи навстречу друг другу устремляется содержимое двух прежде раздельных клеток. Клетки агрегируют, сливаются воедино.

Слияния клеток можно добиться и физическим путем, используя импульсы электрического тока. Слабые электрические разряды разрушают соприкасающиеся мембраны слипшихся клеток, и их прежде разделенный генетический материал становится общим достоянием.

Клеточная инженерия, соматическая (парасексуальная) гибридизация. Новый прием имеет разные названия. Можно говорить еще и о гибридах в пробирке, ибо мало оголить клетки, надо создать для слитых в одно клеток разных видов сносные условия развития.

И это сделано. Получены специальные питательные среды, где отдельная изолированная от растения клетка, или группа клеток, утратив признаки, характерные для ткани, из которой они взяты, начинают жить и размножаться как независимый одноклеточный организм. Как клетка, живущая, по примеру кошки из сказки Киплинга, сама по себе.

В ходе обычного развития растений из зародыша клетки дифференцируются: превращаются в клетки корня, стебля, листа. Выделенные же из организма они словно бы становятся безликими. Тут важна степень активности различных генов этой клетки. И можно сделать так, чтобы дремавшие до поры гены начали работать, другие же, наоборот, застопорились, перестали действовать. Вот тут-то и начинаются чудеса. Свободная клетка в отличие от заключенной в организме может овладеть и новой «специальностью». Взятая из корня, например, способна стать клеткой листа или стебля, цветка, а то и превратиться в зародыш и дать начало целому нормальному растению.

С помощью особых воздействий - важную роль здесь играют фитогормоны ауксины и цитокинины, влияющие на скорость деления клеток, их дифференциацию, и органогенез - удается активизировать в клетке гены, ответственные за выполнение всей программы развития. (Если концентрация ауксинов больше, чем цитокининов, то формируются только корни, в противоположном случае - образуются только побеги.) Так в пробирке из одной только клетки можно развить любой орган. Вероятно, в будущем так будут получать необходимые для пересадки больным искусственные «запасные части».

Пробирочная гибридизация. Комбинирование in vitro уже не кусков молекулы ДНК, а голых, каждая со своим наследственным материалом, клеток. Так можно решать задачи, которые не по силам для селекции обычной.