Жаратылыстану ғылымдары факултеті
Жануарларды клондау зерттеулерінің тарихы
жүктеу/скачать 323,36 Kb.
|
молекулалық биология бөж1 (автовосстановление)
| Жануарларды клондау зерттеулерінің тарихы
Жануарларды клондау мүмкіндігін алғаш рет тырнақты бақалардың клондалған эмбриондарын алған ағылшын биологы Дж.Гурдон дәлелдеген. Ол жұмыртқаның ядроларын ультракүлгін сәулемен өртеп жіберді, содан кейін оларға осы түрдегі бөртпелердің эпителий жасушаларынан оқшауланған ядроларды отырғызды. Осылайша алынған жұмыртқалардың көпшілігі өліп, өте аз ғана бөлігі (2,5%) құртшаға айналды. Бұл жолмен ересек бақаларды алу мүмкін болмады. Соған қарамастан, бұл сәтті болды және Гурдонның эксперименттерінің нәтижелері көптеген биология оқулықтары мен оқу құралдарында өз жолын тапты. 1976 жылы Гурдон және оның авторлары Р.Ласки ересек тырнақты бақалардың бүйрек, тері және өкпе жасушаларынан оқшауланған ядролармен тәжірибелерді сипаттайтын мақаласын жариялады. Зерттеушілер алдымен бұл жасушаларды денеден тыс (in vitro) өсіреді, содан кейін олардың ядроларын ядросыз жұмыртқаларға енгізеді. Мұндай жұмыртқалардың төрттен бірі бөліне бастайды, бірақ көп ұзамай даму кезеңдерінің бірінде қатып қалады. Содан кейін ғалымдар пайда болған эмбриондардың ядроларын бөліп алып, оларды өз ядроларынан айырылған жұмыртқаларға қайта отырғызады ... Ұқсас трансплантациялардың тұтас сериясы нәтижесінде ақыры бірнеше бөртпе туады. Гурдонның және оның ізбасарларының эксперименттері қосмекенділердің сериялық клондарын алудың іргелі мүмкіндігін көрсеткенімен, пайда болған бөртпелер ересек бақаларға айналудан табандылықпен бас тартты. Сондықтан ересек омыртқалы жануарды оның денесінің бір арнайы жасушасынан өсіру мүмкін бе деген сұрақ қалды. Қосмекенділерге жасалған эксперименттер теріс нәтиже берді, бірақ ғалымдар бұл бағыттағы зерттеулерді тоқтатпады. Қосмекенділерді ғана емес, сонымен қатар балықтарды, сондай-ақ жеміс шыбындарын қамтитын кеңірек зерттеулерді 1962 жылы ағылшын биологы Дж.Гордон бастады. Оңтүстік африкалық бақалар Xenopus laevis-пен жүргізген тәжірибелерінде ол бірінші болып ядролық донор ретінде жыныс жасушаларын емес, жүзетін бақаның ішек эпителийінің әбден мамандандырылған жасушаларын пайдаланды (1-сурет). Содан кейін Гурдон Ласкимен (1970) бірге ересек жануарлардың бүйрек, өкпе және терісінің жасушаларын in vitro (қоректік ортада денеден тыс) өсіруді және бұл жасушаларды ядролық донор ретінде пайдалануды бастады. Алғашқы қалпына келтірілген жұмыртқалардың шамамен 25% бластула сатысына дейін дамыды. Тізбекті трансплантациялау кезінде олар суда жүзу сатысына дейін дамыды. Осылайша, ересек омыртқалы жануарлардың (X. laevis) үш түрлі ұлпасының жасушаларында кем дегенде бөртпе сатысына дейін дамуды қамтамасыз ете алатын ядролар бар екендігі көрсетілді. Өз кезегінде Ди Берардино мен Хофнер (1983) трансплантациялау үшін бөлінбейтін және толық дифференциацияланған қан жасушаларының ядроларын - бақа Рана пипиенстің эритроциттерін пайдаланды. Мұндай ядроларды сериялық трансплантациялаудан кейін қалпына келтірілген жұмыртқалардың 10% -ы жүзу кезеңіне жетті. Бұл тәжірибелер кейбір соматикалық жасуша ядроларының тотипотенцияны сақтауға қабілетті екенін көрсетті. Ересек жануарлардың және тіпті кеш эмбриондардың жасуша ядроларының тотипотентті болып қалуының себептері әлі нақты анықталған жоқ. Ядро мен цитоплазма арасындағы өзара әрекеттесу шешуші рөл атқарады. Жануарлардың цитоплазмасында болатын заттар жасушалық ядролық гендердің экспрессиясын реттеуге қатысады. М.ди Бернардино мен Н.Гоффердің еңбектері қосмекенділердің ооциттерінің цитоплазмасында дифференциацияланған соматикалық жасушалардың ядроларының тотипотенциясын қалпына келтіретін факторлардың болатынын көрсетті. Бұл факторлар геномның репрессияланған аймақтарын қайта белсендіреді. 1985 жылы сүйекті балықтарды клондау технологиясын кеңес ғалымдары Л.А. Слепцова, Н.В. Дабагян және К.Г.Газарян. Бластула сатысындағы эмбриондар сарыуыздан бөлінді. Ұрық жасушаларының ядролары ұрықтанбаған жұмыртқалардың цитоплазмасына енгізілді, олар бөлшектеніп, дернәсілге айнала бастады. Бұл тәжірибелер онтогенез кезінде ядродағы тотипотенцияның жоғалуы гендердің жоғалуымен емес, олардың репрессиясымен байланысты екенін көрсетті. Соматикалық жасушаларды in vitro өсіргенде ядролық тотипотенцияның жиілігі артады. Дифференцирленген жасушалар геномының тұрақты репрессиясының генетикалық механизмі анық емес, тотипотенцияны қалпына келтіру әдістері әзірленбеген, сондықтан клондау негізінен эмбриондық жасушалардың ядроларын трансплантациялау арқылы жүзеге асырылады. Сүтқоректілердің ядролық тасымалдануы кейінірек, 1980 жылдары басталды. Бұл техникалық қиындықтарға байланысты болды, өйткені сүтқоректілердің зиготасы кішкентай. Мысалы, тышқан зиготасының диаметрі шамамен 60 мкм, ал ұрықтанған бақа жұмыртқасының диаметрі шамамен 1200 мкм, яғни. 20 есе көп[. Осы қиындықтарға қарамастан, донорға ұқсас тышқандардың клондарын алу туралы алғашқы есептер 1981 жылы пайда болды. Донор ретінде бластоциста сатысында алынған тышқан штамдарының бірінің эмбриондық жасушалары пайдаланылды. Алынған мәліметтердің сенімділігі бастапқыда күмән тудырды, өйткені басқа зертханаларда эксперимент нәтижелерін қайталау мүмкін болмады, бірақ бірнеше жылдан кейін Дж.Макрат пен Д.Салтер де табысқа жетті. Бұл тәжірибелерде тышқан клондарын тек эмбриондық ядроларды 2 бластомерден кешіктірмей трансплантациялау кезеңінде алуға болады. 8 жасушалы эмбриондардың ядролары мен бластоцистаның ішкі жасушалық массасының жасушалары тіпті бластоциста кезеңінен бұрын болатын морула сатысына дейін in vitro реконструкцияланған жұмыртқалардың дамуын қолдамайтыны көрсетілген. 4 жасушалы эмбриондар ядроларының шағын бөлігі (5%) тек морула сатысына дейін дамуға мүмкіндік береді. Осы және басқа да көптеген деректер тышқандардағы эмбриогенез кезінде жасуша ядролары тотипотенцияны ерте жоғалтатынын көрсетеді, бұл эмбрион геномының өте ерте белсендірілуімен - 2 жасушалық кезеңде анық байланысты. Басқа сүтқоректілерде, атап айтқанда қояндарда, қойларда және ірі қара малдарда эмбриогенездегі гендердің бірінші тобының активтенуі кейінірек, 8-16 жасушалық кезеңде жүреді. Сондықтан эмбриондарды клондаудағы алғашқы елеулі жетістіктерге тышқандардан басқа сүтқоректілер түрлерінде қол жеткізілді. Соған қарамастан, тышқандармен жұмыс, олардың қиын тағдырына қарамастан, сүтқоректілерді клондау әдістемесі туралы түсінігімізді айтарлықтай кеңейтті. Саяхаттың басында 1883 - Неміс цитологы Оскар Гертвиг жұмыртқаны ашты. 1943 - Science журналы жұмыртқаны in vitro ұрықтандырудың сәтті болғаны туралы хабарлады. 1977 - Оксфорд университетінің зоология профессоры Дж. Гордон елуден астам бақаны клондады. 1978 жылы - Англияда бірінші пробиркадағы сәби Луиза Браун дүниеге келді. 1985 - 4 қаңтарда Лондонның солтүстігіндегі клиникада әлемдегі алғашқы суррогат ана (Миссис Коттонның жұмыртқасынан туылған) Коттон ханымнан қыз дүниеге келді. 1987 жыл - Джордж Вашингтон университетінің мамандары арнайы ферментті қолдана отырып, адам эмбрионының жасушаларын бөліп, оларды отыз екі жасуша (бласт, бластомер) сатысына клондай алды. Дж. Гордон Жануарларды клондау бойынша алғашқы сәтті тәжірибелерді 1970 жылдардың ортасында ағылшын эмбриологы Дж.Гордон қосмекенділерге жүргізген тәжірибелерінде жұмыртқаның ядросын ересек бақаның соматикалық жасушасының ядросымен алмастырған кезде оның пайда болуына әкелді. Бұл ересек организмдердің соматикалық жасушаларынан ядроларды энуклеирленген ооциттерге трансплантациялау әдістемесі сараланған жасуша ядроларының доноры қызметін атқарған организмнің генетикалық көшірмелерін алуға мүмкіндік беретінін көрсетті. Тәжірибе нәтижесі геномның эмбриональды дифференциациясы қайтымды, кем дегенде қосмекенділерде деген қорытындыға негіз болды. жүктеу/скачать 323,36 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|