Эмбриональное развитие мышцы
Калим образом из оплодотворенного яйца развиваются специализированные ткани? Чтобы получить ответ на этот традиционный вопрос биологии9 исследователи выращивают сейчас дифференцированные мышечные полонии из отдельных эмбриональных плеток
И. Конигсберг
За последние годы были достигнуты крупные успехи в понимании того, каким образом признаки одного поколения живых организмов передаются следующему поколению. Этими успехами мы обязаны в основном опытам с бактериями — одноклеточными организмами, которые передают одинаковую генетическую информацию всем своим потомкам (за исключением случайных мутантов). Сейчас не возникает уже никаких сомнений в том, что функции всех клеток (от бактерий до клеток организма человека) определяются наследственной информацией, заключенной в молекулах дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК).
Согласно современным представлениям, у многоклеточных организмов, в том числе у человека, ДНК оплодотворенного яйца воспроизводится совершенно одинаково во всех клетках, развивающихся из яйца. Однако эти клетки в отличие от бактерий претерпевают дифференцировку, давая такие специализированные ткани, как кожа, мышцы и нервная ткань. Возникает вопрос: если все клетки получают одинаковую информацию* то почему они подвергаются дифференцировке? Иными словами: каким образом одна и та же информация по-разному «переводится» в клетках, происходящих от оплодотворенной яйцеклетки?
Для того чтобы обойти затруднения, связанные с дифференцировкой, генетики избрали объектом для изучения механизма наследственности бактериальную клетку. Их опыты позволили разработать простые модели, которые можно теперь проверить на многоклеточных организмах. Кроме того, они показали другим биологам преимущества работы с чистыми популяциями однотипных клеток.
На ранних стадиях эмбрионального развития все клетки зародыша претерпевают одни и те же изменения и притом одновременно. Позднее клетки начинают постепенно различаться по своим признакам. До недавнего времени при изучении дифференцировки приходилось довольствоваться изучением отдельных участков зародыша. Теперь же исследователь может выделить одну зародышевую клетку и вырастить из нее чистую популяцию клеток.
У. Ерл, Т. Пак, а также некоторые другие ученые разработали метод получения культур животных клеток из одной клетки (подобные культуры носят название клональных.)
«Молекулы и клетки», под ред. Г.М.Франка
Какие же именно изменения происходят в среде в первый период культивирования? Об этом мы можем лишь догадываться. Клетки, находящиеся в состоянии активного обмена, потребляют из среды одни вещества и выделяют в нее другие. Г. Игл и его сотрудники описали недавно интересный случай взаимосвязи между культивируемой клеткой и окружающей ее средой. Изучение потребности в питании у…
После соответствующего окрашивания их можно было отличить от дискообразных колоний фибробластов даже невооруженным глазом (смотрите рисунок ниже). Колония мышечных клеток развивающихся из отдельной клетки Колония мышечных клеток развивается из отдельной клетки очень быстро. Вверху слева — отдельная клетка (увеличено в 850 раз). Спустя три дня возникает несколько клеток (вверху, в центре). На шестой день появляются…
Когда слой клеток становится сплошным, появляется много длинных лентовидных клеток; эти клетки можно отнести к мышечным на основании следующих трех признаков. Во-первых, в каждой из них содержится по нескольку ядер. (За последние годы накопились веские доказательства в пользу того, что мышечные клетки возникают в результате последовательного слияния отдельных клеток.) Во-вторых, они совершают иногда быстрые самопроизвольные…
Клетки, выращиваемые в таких культурах, выделяют из различных тканей животных; однако в процессе культивирования они обычно адаптируются к окружающим условиям и утрачивают свойства, присущие им в исходной ткани. Поэтому они не годятся для изучения типичной дифференцировки. В данном случае следовало разработать метод выращивания клонов из свежевыделенных эмбриональных клеток. С этой целью мы предприняли ряд экспериментов.…
Распределенные по поверхности чашки клетки оказываются отделенными друг от друга большими расстояниями. Через неделю каждая жизнеспособная клетка дает начало колонии, настолько большой, что она видна невооруженным глазом. Однако первые опыты принесли нам разочарование. Ни в одной из колоний нам не удалось обнаружить ни малейших признаков дифференцировки. И лишь после того, как мы продлили срок культивирования…
Миобласты легко отличить от сильно сплющенных клеток с неправильными очертаниями, которые дают начало колониям фибробластов (пока неизвестно, однако, образованы ли эти колонии истинными фибробластами). Нас поразило постоянство морфологических свойств миобластов: ведь столько факторов способно изменить форму клетки в культуре! Именно по этой причине принято считать, что одна только форма клетки — ненадежный критерий для определения…
