Возникновение злокачественных опухолей
растения, выключает ген, в который она встроилась, а по утрате функции
можно легко отбирать мутанты. Этот метод замечателен также тем, что
позволяет сразу обнаружить и клонировать соответствующий ген. В настоящее
время таким способом получено множество новых мутаций растений и
соответствующие гены клонированы. В нашей лаборатории М.А. Раменской на
основе Т-ДНК мутагенеза получены растения томатов с неспецифической
устойчивостью к фитофторозу.
Областей применения трансгенных растений так много, что все имеющиеся
сведения невозможно изложить в рамках одной статьи. На уровне лабораторных
экспериментов ведутся работы по получению растений, устойчивых к холоду,
тяжелым металлам, повышенному содержанию солей и др. Трансгенные растения,
устойчивые к гербицидам (химическим соединениям, которые используют для
борьбы с сорняками), к вирусам, растения с повышенным содержанием масел и
незаменимых аминокислот уже выращивают на миллионах гектаров. Не менее
интересен и другой аспект работ - получены трансгенные растения с
измененными декоративными свойствами. Один из примеров - это получение
растений петунии с разноцветными цветками. На очереди голубые розы с геном,
контролирующим синтез голубого пигмента, клонированным из дельфиниума.
Итак, многие надежды уже сейчас превратились в свершения, а
агробактерия с ее удивительной Ti-плазмидой в руках ученых стала настоящим
инструментом как для познания функционирования растительного генома, так и
для решения многих проблем, которые стоят перед сельским хозяйством. К
сожалению, в нашей стране трансгенные растения еще остаются на уровне
лабораторных экспериментов, поскольку дорога от лаборатории до поля, как и
много лет назад, остается непротоптанной, а во многих лабораториях, в том
числе и в нашей, уже есть трансгенные растения, которые ждут своего часа.
2. Онкогенез, вызываемый у животных ДНК-вирусами.
Исследования канцерогенеза у животных нередко проводятся на культурах
тканей. Если перенести клетки животных, например из органов кур или
хомячков, или фибробласты человека в подходящую питательную среду, то на
внутренней стенке культурального сосуда они начнут размножаться. Обычно
клетки продолжают расти лишь до тех пор, пока не начнут соприкасаться между
собой. Из-за контактного торможения образуется только однослойный клеточный
газон. Если же эти нормальные клетки инфицировать опухолеродным вирусом, то
контактное торможение снимается, клетки продолжают размножаться и начинают
надвигаться друг на друга. Многослойный рост наблюдается только у клеток,
претерпевших опухолевую трансформацию. Из клеточной массы легко выделить
отдельные клетки и таким путем получить чистые линии (клоны)
трансформированных клеток.
Вирусы полиомы и SV40 ("Обезьяний вирус 40") относятся к группе
паповирусов. Они содержат двухцепочечные кольцевые молекулы ДНК. В
эксперименте вирус можно перенести для размножения в клетки тканевой
культуры. Размножаясь в некоторых (так называемых пермиссивных) клетках,
вирус вызывает их лизис, и по мере его размножения клетки гибнут. В других
(непермессивных) клетках вирус ведет себя иначе. В этом случае размножение
вируса подавляется, и примерно в одной из 105 клеток вирусная ДНК
интегрируется в клеточную ДНК. Такое включение вирусной ДНК в геном клетки-
хозяина может приводить к опухолевой трансформации. В трансформированной
клетке образуется белок (Т-антиген), который запускается репликацию
клеточной ДНК, и в результате начинается размножение клеток. Инъекция
такого рода трансформированных клеток животым приводит к быстрому
образованию опухолей.
Онкогенез, вызываемый у животных РНК-вирусами.
К образованию опухолей у животных могут быть причастны также и РНК-
вирусы – ретровирусы. Они относятся к икосаэдрическим вирусам с оболочкой и
содержат (+)РНК-геном (одноцепочечную РНК). В качестве онкогенных вирусов
они, например, вызывают саркому Рауса и кур и лейкемию у мышей. Название
"ретровирусы" связано с тем, что в их размножении участвует обратная
транскриптаза. РНК этих вирусов не может воспроизводиться путем простой
репликации – необходима ее предварительная транскрипция в ДНК с последующей
интеграцией этой ДНК в одну их хромосом клетки-хозяина. Интеграция –
необходимый этап репродукции вируса; только интегрированная вирусная ДНК
будет транскрибироваться. Так как интеграция в клеточную ДНК входит в
жизненный цикл вируса, частота интеграции очень велика. Вероятно, вирусная
ДНК может включаться в клеточную в любом месте.
Размножение вируса не приводит к лизису клетки. Нуклеокапсид образуется
внтури клетки, перемещается затем к плазматической мембране и выходит
наружу, одетый в оболочку из этой мембраны. Интегрированная ДНК ретровируса
реплицируется вместе с геномом клетки-хозяина и поэтому содержится в каждой
клетке опухоли (саркомы). Опухолевый рост клеток обусловлен экспрессией
вирусного гена "src". Этот ген кодирует белок, который по-видимому,
представляет собой киназу, фосфорилирующую белки. Можно думать, что эта
киназа участвует в преобразовании дифференцированной клетки в клетку
эмбрионального типа.
Недавно была выяснена последовательность оснований в вирусной РНК.
Оказалось, что она сходна в последовательностью одного из генов человека.
Отсюда можно заключить, что src – это ген животного происхождения, который
в результате неточной транскрипции был включен в РНК вируса вместе с
вирусными генами и закрепился в ней. Это мог быть ген, кодирующий важный
для эмбриональной клетки фактор роста. Таким образом, опухоли, вызываемые
ретровирусами, в конечном счете обусловлены переносом какого-то гена
животного происхождения в клетку животного.
"Рак вызывается вирусами". Это некогда сумасшедшая идея Л. А. Зильбера
высказанна еще в середине 30-х годов. То, что вирусы могут вызывать опухоли
у мышей, у крыс, у кур - доказано. Но при чем тут человек? Загадка
происхождения рака волновала ученых с тех пор, как медики научились
распознавать это страшное заболевание. Что вызывает злокачественное
перерождение клеток, стремительный лавинообразный их рост, когда, вторгаясь
в здоровые ткани и органы, они душат, опутывают, убивают все живое?В начале
нашего века выяснилось, что рак может возникнуть под влиянием разных
химических веществ, их стали называть канцерогенами. Ртуть и мышьяк, дым
сигареты и анилиновые красители, каменноугольная смола и минеральные масла,
типографская краска и асбест... Подчас кажется, что лишь горстке из нас
каким-то чудом удается выжить в этом канцерогенном океане.
Итак, ливень, поток, потоп канцерогенов. А может быть, и генетический
рок: есть люди, которым предопределено заболеть раком, это заложено в них
наследственно, генетически?
Ушел в историю XIX век с его блестящими открытиями в микробиологии,
закончился и ХХ, вместе со вторым тысячелетием, с лавиной открытий во всех
областях науки и техники. Однако воз и ныне там. До сих пор о причинах
развития рака (по научному - этиологии), до сих пор ничего не известно.
Конечно, мы знаем, что может служить фактором риска, но почему и у кого
завтра разовьется опухоль - никто сказать, к сожалению, пока не может.
Человек нашел возбудителей многих страшных болезней. Еще в конце ХIX века
Д. И. Ивановский открыл мир вирусов, а в самом начале XX века один из
первых вирусологов Европы А. Боррель впервые в печати высказал гипотезу: а
не фильтрующиеся ли вирусы вызывают злокачественные опухоли?
Вскоре В. Эллерман и О. Банг сообщают, что лейкозы у кур действительно
могут иметь вирусное происхождение. И готовы экспериментально подтвердить
это... Впрочем, тогда лейкозы не причисляли еще к злокачественным
новообразованиям, так что вопрос вроде бы совершенно неясен. Неясен для
всех, кроме... И. И. Мечникова. Еще в 1910 году этот великий провидец науки
печатает в газете "Русское слово" статью, в которой пишет буквально
следующее: "Одна причина рака, безусловно, находится в самом организме, но
другая попадает в него в виде экзогенного начала, скорее всего - вируса".
Проходит всего только один год, и ветеринарный врач П. Раус
представляет доказательства вирусной природы плотной (иначе, солидной)
опухоли кур, так называемой саркомы Рауса. Это открытие было сделано в 1911
году, а Нобелевская премия за него была присуждена Раусу через... полвека.
Счастье, что он успел дожить до своего триумфа!
Между открытием и его признанием (и использованием) весьма часто лежат
"дистанции огромного размера". Вспомним, что законы Г. Менделя были
совершенно не оценены современниками и по существу переоткрыты заново через
50 лет, когда их творца уже не было в живых. Вирус полиомиелита открыл К.
Ландштейнер в Вене в 1909 году, а эффективная вакцина против этого
страшного заболевания появилась на свет только в 50-е годы. Вирус гриппа
впервые выделен от человека К. Эндрюсом в 1933 году, эффективных гриппозных
вакцин нет до сих пор, а уж Нобелевской премией за решение проблемы гриппа,
как говорится, и не пахнет. Так что Раус - счастливый человек!
Впрочем, вернемся в начало ХХ века. Мелькнувшая в те годы в работах А.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8