Молекулярная биология клетки - Албертс Б.
ISBN 5-03-001985-5
Скачать (прямая ссылка):
ОМИМО приемной
Рис. 16-25. Метод получения химерных мышей путем объединения двух морул с
разными генотипами.
16.2.5. Дифференцировка клеток раннего эмбриона млекопитающих зависит от
межклеточных взаимодействий [19,20]
Ранний зародыш млекопитающих вплоть до 8-клеточной стадии обладает
поразительной способностью к регуляции развития и каждая из его клеток
может образовать в дальнейшем любую из частей более позднего зародыша или
даже взрослого организма. Примером тому может служить образование
идентичных близнецов из одной оплодотворенной яйцеклетки. В данном случае
возникают два вполне нормальных индивидуума, каждый из которых
сформирован из части нормального зародыша. Если, например, одну из клеток
2-клеточного эмбриона мыши разрушить иглой, а оставшийся неполный эмбрион
имплантировать в матку для дальнейшего развития, то в большом числе
случаев на свет появится вполне нормальная мышь.
Вместе с тем можно объединить два восьмиклеточных эмбриона мыши в одну
гигантскую морулу, которая в результате развития образует мышь
нормального размера (рис. 16-25). Животных, возникающих вследствие
развития агрегатов генетически различных клеток, называют химерами. Химер
можно получать также в результате инъекции клеток ранних эмбрионов в
бластоцисты иного генотипа. Введенные чужеродные клетки включаются в
состав внутренней клеточной массы эмбриона-реципиента и в результате
образуется химерное животное. Химер можно получить даже после инъекции
одной клетки; это позволяет выяснить, насколько та или иная клетка
сохраняет потенции к развитию. Из результатов подобных экспериментов
следует важный вывод: клетки очень ранних эмбрионов млекопитающих (вплоть
до 8-клеточной стадии) идентичны и обладают неограниченными потенциями,
т. е. они тотипотентны.
Клетки становятся различными вследствие их взаимодействия друг с другом.
У эмбриона мыши первые различия между клетками внутренней клеточной массы
и трофэктодермы обусловливаются расположением межклеточных контактов. На
8-клеточной стадии все бластомеры занимают примерно одинаковое положение,
их внутренняя поверхность контактирует с другими бластомерами, а внешняя
поверхность обращена наружу. Каждый из бластомеров обладает полярностью,
характеризуемой присутствием микроворсинок на наружной поверхности и
асимметричным расположением внутриклеточных компонентов. Результаты
экспериментов на бластомерах in vitro показывают, что такая полярность
определяется характером межклеточных контактов: сборка микроворсинок и
ассоциированных с ними компонентов осуществляется при условии, что этот
участок поверхности не имеет контакта с другими бластомерами. Плоскость
следующего деления ориентирована так. чтобы использовать эту асимметрию
для создания двух различных потомков, один из которых (клетка внутренней
клеточной массы) обращен внутрь и лишен компонентов, ассоциированных е
микроворсинками, а другой (клетка трофэктодермы) обращен наружу и
наследует эти компоненты. 1аким образом, расположение межклеточных
контактов, вероятно, контролирует возникновение первых различий межд>
клетками (рис. 16-26).
16.2.6. Поведение клеток тератокарциномы демонстрирует значение сигналов
окружающей среды [21]
В раннем развитии млекопитающих судьба каждой из клеток зависит от
взаимодействия с соседями, и такой зародыш можно отнести по характеру
развития к регуляционным системам. Эксперименты на мышах, описанные
ранее, являются хорошим примером этому: клетки
79
Вое клетки эквивалентны, но поляризованы
Поляризованные клетки делятси пригнем наружные дочерние клетки отличаются
от внутренних
L
20 мкм
Рис. 16-26. А. Поляризация бластомеров мыши на стадии 8-клеточно-го
зародыша приводит к тому, что на стадии 16 клеток наружные и внутренние
клетки различаются по химическим свойствам. Б. Два бластомера из эмбриона
мыши в конце 8-клеточной стадии, меченные флуоресцирующими антителами
против клатрина (слева), или флуоресцирующим конканавалином А (справа).
На рисунке видно, что имеет место поляризация внутренних компонентов
клетки, а также свойств клеточной поверхности. (Ъ-из В. Maro. М.Н.
Johnson. S. J. Pickering, D. Louvard. J.
Embryol. Exp. Morphol., 90,287-309, 1985.)
половинных или удвоенных химерных эмбрионов подстраивают свое поведение
так, чтобы в результате развития возникло животное, не отличающееся от
нормы ни по размерам, ни по строению. Однако в сильно отклоняющихся от
нормы условиях развития эмбриональные клетки выходят из-под контроля
Отсюда следует несколько важных выводов.
При трансплантации нормальных ранних эмбрионов в почки или семенники
взрослых животных происходит дезорганизация эмбрионов и нарушается
нормальный контроль клеточной пролиферации. В результате аномального
роста возникает тератома - дезорганизованная масса клеток, содержащая
многие дифференцированные ткани (кож>, кости, железистый эпителий и т.
д.) вперемешку с недифференцированными стволовыми клетками, которые
