Традиционное тело: начало заката?
В повести М.Булгакова «Собачье сердце» организм пса постепенно меняет свой внешний облик и превращается в организм человека. Иными словами, в результате некоторого внешнего вмешательства происходит радикальная трансформация фенотипа, переводящая его из одного специализированного состояния в другое. Сюжет, естественно, воспринимается как фантастический, это понимают и читатели, и сам автор. Однако, просматривая некоторые научные новости последнего времени, ловлю себя на мысли, что описанное в повести не настолько сказочно, как кажется на первый взгляд.
В биологии есть близкий аналог превращения собаки в человека - на клеточном уровне. Клетки печени, мышц, нервной системы, крови и т.п. отличаются между собой, фенотипически и функционально, пожалуй, даже сильнее, чем Шарик от Шарикова. Могут ли они превращаться друг в друга? - да. Как известно, стволовые клетки способны специализироваться в любом из заданных вариантов. Первый прорыв был связан с технологиями, позволяющими любую специализированную клетку вернуть в стволовое состояние и затем превратить в клетку другого типа. Иными словами, инициировать подобие инволюции, движения назад во времени, и после заставить развиваться по новому пути. Но текущий год ознаменовался следующим прорывом: сразу несколько исследовательских групп экспериментально показали возможность превращать, к примеру, клетки кожи человека в нейроны, минуя стадию стволовой клетки, т.е. напрямую. Процесс занимает несколько недель (как у Булгакова!) и требует введения в клетку всего лишь трех-четырех факторов.
Первым это сделал Marius Wernig из Стэнфорда, о чем сообщил в мае этого года. Спустя месяц его коллега-конкурент из того же Стэнфорда, Gerald Crabtree, опубликовал свои результаты, где ему удалось добиться большей эффективности с помощью чуть измененного набора факторов (в частности, он вводил в клетки микроРНК). Практически сразу же еще две лаборатории из Милана и Сан-Франциско успешно повторили опыт с небольшими вариациями, а в августе 2011 г. ученые из Columbia University Medical Center перепрограммировали в нейроны клетки кожи пациента, страдающего синдромом Альцгеймера.
Чтобы аналогия с «Собачьим сердцем» не казалась слишком далекой, нужно просто иметь в виду, что глубокая модификация организма есть не что иное, как перепрограммирование составляющих его клеток. В этой связи крайне любопытно, что трансдифференциация возможна не только в условиях лаборатории, но и наблюдается в дикой природе. Крошечная медуза Turritopsis Nutricula известна тем, что способна к обратному метаморфозу. Достигнув половой зрелости и внеся свой вклад в репродукцию, она не умирает, как прочие организмы, а возвращается в стадию полипа, т.е. вновь становится «ребенком», откуда заново начинает процесс полового созревания и превращения в медузу. При этом фенотип и образ жизни животного меняются кардинально, что обеспечивается естественной трансдифференциацией - прямым превращением клеток одного типа в другой. Как полагают, такой цикл Turritopsis Nutricula может повторять бесконечно, и, таким образом, является потенциально бессмертной.
Разумеется, из сказанного не следует возможность превращения собаки в человека, хотя бы в силу того, что у них разные геномы. Но темпы развития клеточных технологий заставляют рассматривать даже фантастические сценарии всерьез. Перепрограммируя клетки живого организма по нашему желанию из одного типа в другой, можно изменить внешний облик довольно радикально. Также не известно, например, какие последствия будет иметь добавление нейронов в мозг человека (скажем, увеличение их общего числа на 20%). Я не думаю, что сейчас можно предвидеть, какие очертания примет мир в связи с открывающимися возможностями. Но то, что мы присутствуем при зарождении мощных инструментов, принципиально «меняющих игру», можно предположить с достаточной уверенностью.
В биологии есть близкий аналог превращения собаки в человека - на клеточном уровне. Клетки печени, мышц, нервной системы, крови и т.п. отличаются между собой, фенотипически и функционально, пожалуй, даже сильнее, чем Шарик от Шарикова. Могут ли они превращаться друг в друга? - да. Как известно, стволовые клетки способны специализироваться в любом из заданных вариантов. Первый прорыв был связан с технологиями, позволяющими любую специализированную клетку вернуть в стволовое состояние и затем превратить в клетку другого типа. Иными словами, инициировать подобие инволюции, движения назад во времени, и после заставить развиваться по новому пути. Но текущий год ознаменовался следующим прорывом: сразу несколько исследовательских групп экспериментально показали возможность превращать, к примеру, клетки кожи человека в нейроны, минуя стадию стволовой клетки, т.е. напрямую. Процесс занимает несколько недель (как у Булгакова!) и требует введения в клетку всего лишь трех-четырех факторов.
Первым это сделал Marius Wernig из Стэнфорда, о чем сообщил в мае этого года. Спустя месяц его коллега-конкурент из того же Стэнфорда, Gerald Crabtree, опубликовал свои результаты, где ему удалось добиться большей эффективности с помощью чуть измененного набора факторов (в частности, он вводил в клетки микроРНК). Практически сразу же еще две лаборатории из Милана и Сан-Франциско успешно повторили опыт с небольшими вариациями, а в августе 2011 г. ученые из Columbia University Medical Center перепрограммировали в нейроны клетки кожи пациента, страдающего синдромом Альцгеймера.
Чтобы аналогия с «Собачьим сердцем» не казалась слишком далекой, нужно просто иметь в виду, что глубокая модификация организма есть не что иное, как перепрограммирование составляющих его клеток. В этой связи крайне любопытно, что трансдифференциация возможна не только в условиях лаборатории, но и наблюдается в дикой природе. Крошечная медуза Turritopsis Nutricula известна тем, что способна к обратному метаморфозу. Достигнув половой зрелости и внеся свой вклад в репродукцию, она не умирает, как прочие организмы, а возвращается в стадию полипа, т.е. вновь становится «ребенком», откуда заново начинает процесс полового созревания и превращения в медузу. При этом фенотип и образ жизни животного меняются кардинально, что обеспечивается естественной трансдифференциацией - прямым превращением клеток одного типа в другой. Как полагают, такой цикл Turritopsis Nutricula может повторять бесконечно, и, таким образом, является потенциально бессмертной.
Разумеется, из сказанного не следует возможность превращения собаки в человека, хотя бы в силу того, что у них разные геномы. Но темпы развития клеточных технологий заставляют рассматривать даже фантастические сценарии всерьез. Перепрограммируя клетки живого организма по нашему желанию из одного типа в другой, можно изменить внешний облик довольно радикально. Также не известно, например, какие последствия будет иметь добавление нейронов в мозг человека (скажем, увеличение их общего числа на 20%). Я не думаю, что сейчас можно предвидеть, какие очертания примет мир в связи с открывающимися возможностями. Но то, что мы присутствуем при зарождении мощных инструментов, принципиально «меняющих игру», можно предположить с достаточной уверенностью.
Click to view