| |||||
ÌÅÍÞ
| Ñîâðåìåííàÿ ãåíåòèêà«Iliatinschii» din regiunea Calinin au fost ob?inute deja astfel de animale hibride. Animalul – rod al încruci??rii vulpii negre-argintii cu vulpea polar? – a mo?tenit de la rubedeniile sale propriet??ile cele mai bune: de la prima – blan? minunat?, de la a doua – o prolificitate înalt?. Descenden?a vulpii-vulpii polare dep??e?te de dou? ori conform num?rului familia vulpii de ras? pur?. Pentru ?tiin?? ?i practic? prezint? un interes deosebit experien?ele de ob?inere a animalelor allofene. Aceste animale pot avea nu doi ?i nici patru, ci ?ase ?i chiar mai mul?i p?rin?i. Savan?ii de la Universitatea din Iel (SUA) au reu?it s? contopeasc? într-unul singur trei embrioni compu?i din câte opt celule – de la ?oarecii negri, albi ?i galbeni. Acest embrion, ob?inut în condi?ii artificiale, a fost implantat apoi în uterul «mamei adoptive», care a n?scut un ?oarece neobi?nuit, cu un boti?or galben, urechi negri ?i pete albe pe blan?. ?oarecii allofeni prezint? un mozaic genetic, care se formeaz? datorit? recombin?rii blastomerilor de la embrioni cu diferi?i genotipi, precum se vede în figura 30. Cum se ob?ine aceasta? La început se extrag din oviductele ?oricoaicelor gravide embrionii în stadiul de 8 blastomeri ?i ei sunt disocia?i în celule aparte cu ajutorul fermentului proteolitic pronaza, Apoi celulele somatice (blastomerii) a dou? sau a mai mul?i embrioni pot fi recombinate ?i, dup? ce se vor uni strâns unele cu altele, vor fi reimplantate în ?oarecele- femel?. Aglutinarea ?i contopirea blastomerilor se efectueaz? cu ajutorul virusului Sendai. Acest virus (el a fost numit în cinstea ora?ului japonez, în care a fost separat pentru întâia oar?) nimerind în celule, se înmul?e?te ?i provoac? moartea lor. Dac? virusul va fi iradiat cu raze ultraviolete, el nu se va mai putea înmul?i ?i nu va provoca moartea celulelor, dar va men?ine capacitatea de a le aglutina. În sfâr?it, din embrionul complex reimplantat se dezvolt? un ?oarece mozaic, care este descendent a câtorva perechi de p?rin?i. În anul 1983 un grup de savan?i în frunte cu S. Villadsen (Anglia) au ob?inut primele himere interspecifice sau mozaicuri genetice (a?a li se mai zice animalelor allofene) de animale agricole. În urma reunirii celulelor embrionilor de oaie ?i capr? ?i transplant?rii embrionilor himerici în uterul femelelor unei specii sau a alteia s-au n?scut «oile-capre» – animale se îmbinau caracterele ambelor specii. La una din ele capul, coarnele, coada ?i p?rul de pe unele sectoare ale corpului erau tipice pentru capr?, iar alte sectoare erau acoperite cu lân? de oaie. Precum a ar?tat analiza sângelui, hemoglobina ?i o serie de alte proteine erau de asemenea himerice (o parte de molecule era tipic? de «oaie», cealalt? – «de capr?»). La vârsta de un an aceast? himer? (masculul) a manifestat un comportament tipic de ?ap, iar dup? împerechere cu o capr? normal? el s-a dovedit a fi sterp, probabil din cauza defectului în structura cozii spermatozoizilor. Ace?tia nu sem?nau nici cu spermatozoizii de ?ap, nici cu cei de berbec. Cele relatate mai sus prezint? o veritabil? chirurgie celular?, care nu se deosebe?te cu nimic de hibridizarea celulelor somatice ?i ob?inerea în acest fel a plantelor hibride asexuate. Ea ne ofer? mari speran?e c? prin aceast? metod? vor fi crea?i hibrizi îndep?rta?i prolifici prin încruci?area între rasele domestice de animale cu rubedeniile lor s?lbatice. Hibridizarea îndep?rtat? a plantelor ?i animalelor este o realizare de c?tre natur? a ingineriei genetice, iar experien?ele reu?ite în acest sens oglindesc parc? calea lung? ?i spinoas? trecut? de evolu?ia biologic? în crearea speciilor noi, înmul?ind ?i înfrumuse?ând mereu natura vie ce ne înconjoar?. 13.2 O turm? în retort?: transplantarea embrionilor Multora le va p?rea ridicol titlul acestui capitol intrigant. De fapt, el nu este deloc ridicol. Este vorba de p?stra-rea în stare conservat? a embrionilor viitorilor t?ura?i ?i junci (sau a altor animale), din care se poate ob?ine o întreag? turm?. În prezent transplantarea embrionilor în zootehnie se discut? larg atât de c?tre savan?i, cât ?i de c?tre practicieni. E ceva foarte ispititor: s? extragi un embrion dintr-o vac? de ras? a c?rei partener a fost ?i el de elit? ?i s?-l transplantezi unei v?cu?e de rând. Ea nu va mai na?te un vi?el propriu, ci unul str?in, de elit?... Speciali?tii consider? c? peste un timp oarecare aceast? procedur? va deveni banal?, bineîn?eles, dup? ce vor fi elaborate principiile ?tiin?ifice ?i va fi acumulat? destul? experien??. Transplantarea va deveni în zootehnie o procedur? la fel de obi?nuit?, precum a devenit în prezent îns?mân?area artificial?. Dar în acest scop trebuie creat? în primul rând o banc? de embrioni, pentru ca materialul de transplantare s? poat? fi cheltuit în m?sura necesit??ilor, iar aceasta are nevoie la rândul s?u de metode sigure de conservare a embrionilor precoci. Cât prive?te metodele de extragere a lor din animalele de elit? ?i transplantarea acestora la animalele de rând, apoi ele sunt destul de perfecte. Înainte de a fi aplicat? animalelor agricole, mult timp ea a fost verificat? ?i precizat? în experien?ele efectuate asupra ?oarecilor de laborator. Una din primele lucr?ri de transplantare a embrionilor la ?oareci a fost efectuat? în 1972 la laboratorul na?ional de la Ocrige (SUA). Peste dou? mii cinci sute de embrioni, afla?i la diferite etape de dezvoltare (de la monocelul? pân? la pluricelule), au fost congela?i la temperaturi extrem de joase. O mie au fost congela?i la -268°C. Dup? ce au fost dezghe?a?i, s-a constatat c? aproape jum?tate din ei ?i-au p?strat vitalitatea. Când au fost transplanta?i în organismul femelelor, ei s-au dezvoltat, formând o descenden?? normal?, capabil? de a prelungi specia. Experimentul avea nevoie, bineîn?eles, de o metod? special? ?i de mare precau?ie. Congelarea ?i dezghe?area se efectuau extrem de încet. Chiar mai mult, au fost utilizate substan?e speciale, a?a-numi?ii crioprotectori care preveneau formarea de cristale de ghea?? ce vat?m? celulele. La aceast? congelare apa nu se cristalizeaz?, ci difundeaz? treptat din embrioni. Experien?ele se terminau bine, dac? temperatura era redus? cu o vitez? între 0,3 ?i 2°C pe minut. Dac? procesul de congelare era accelerat pân? la 7°C pe minut ?i chiar mai mult, to?i embrionii periau. Cele mai bune rezultate au fost ob?inute cu embrionii congela?i în azot lichid cu temperatura de -196°C. Astfel biologii au însu?it bine tehnica congel?rii ?i dezghe??rii celulelor, ?esuturilor ?i organelor. Dar munca efectuat? cu embrionii congela?i deschide noi perspective – posibilitatea de a p?stra embrionii organismului viu un timp nelimitat. Aceasta anume e importan?a principal? a experimentului. Peste un an, în 1973, la Chembrige (Anglia) a ap?rut primul t?ura? crescut dintr-un embrion, care în etapa timpurie de dezvoltare a fost p?strat timp de ?ase zile în azot lichid. De la câteva vaci, în a 10-ea zi de graviditate, au fost extra?i pe cale chirurgical? 22 de embrioni. Ace?ti embrioni au fost apoi congela?i la -196°C în azot lichid. Embrionii dezghe?a?i au fost transplanta?i în uterul a unsprezece vaci recipiente. La zece vaci nu s-a produs o dezvoltare continu? a embrionilor. Dar la o vac? la care, în interesele experien?ei, graviditatea a fost întrerupt? artificial la s?pt?mâna a ?asea, doi embrioni s-au implantat în peretele uterului; apoi un f?t a pierit, iar al doilea a continuat s? se dezvolte cu succes. Aproximativ peste nou? luni vaca a n?scut un t?ura? s?n?tos. Iar primul t?ura?, numit Zamorojennîi («Congelatul») ?i crescut prin metoda de conservare, s-a n?scut în Institutul unional de zootehnie la 12 martie 1980. El este prezentat în desenul 31. Iat? câteva am?nunte cu privire la el. Vaca donatoare a fost tratat?, cum se obi?nuie?te, cu preparate gonadotrope pentru stimularea matur?rii ovulului ?i a fost îns?mân?at? cu sperm? congelat?. Embrionii sp?la?i în ziua a opta erau pu?i într-o solu?ie fosfatic? de tampon cu o doz? de albumin?, de ser de taur ?i penicilin?. În calitate de crioprotector a fost utilizat dimetilsulfoxidul. Eprubetele cu embrioni au fost r?cite pân? la –7°CE, cu un grad la fiecare minut, apoi au fost introdu?i agen?i de cristalizare a ghe?ii ?i s-a continuat congelarea pân? la –80°CE, dar de trei ori mai încet. ?i, în sfâr?it, s-a aplicat azotul lichid. La fel de încet ?i cu precau?ie s-a efectuat dezghe?area: într-o baie de spirt cu temperatura de –50°CE, apoi la aer cu temperatura de –10°CE ?i într-o baie de ap? cu temperatura de camer?. Au urmat solu?iile de dimetilsulfoxid cu o concentra?ie în descre?tere, pentru a se îndep?rta complect crioprotectorul, ?i, în etapa final? – o solu?ie pur? de tampon. Au fost încercate trapsplant?ri de embrioni de diferite vârste, cu congelare ?i f?r? ea, la diferite etape ale ciclului sexual ale juncii recipiente. Zamorojennîi a fost un rezultat al primei experien?e reu?ite. Ne-am oprit asupra acestor am?nunte nu întâmpl?tor. Am vrut s? ar?t?m cititorilor no?tri c? a men?ine turma în retort? ?i apoi a o transforma în realitate nu este un lucru u?or ?i c? el nu poate fi efectuat la orice ferm?. Multe n-au fost relatate aici. Am?nuntele le cunosc doar savan?ii care se ocup? cu aceast? munc?., ?i când m?car una din experien?ele lor, efectuate cu cea mai mare scrupulozitate, se soldeaz? cu succes, este o mare cucerire. E?ecurile au loc, cu p?rere de r?u, mult mai des. Nu degeaba se spune în proverb: «?tiin?a presupune jertfe». Zamorojennîi a devenit prima piatr? de temelie în cl?direa viitoarei turme. Dup? el au urmat noi opera?ii reu?ite de transplantare a embrionilor, fiecare contribuind la în?l?area treptat? a fundamentului ei. Savan?ii au trecut de la cercet?ri pur ?tiin?ifice la experien?e de produc?ie. Transplantarea face posibil? ob?inerea de la o vac? de mare randament a unei descenden?e mult mai mari decât se cap?t? pe cale obi?nuit?. Se ?tie c? în cazurile de intensificare a cre?terii animalelor se reduc termenele de folosire în turm?, a vacii de ras? de mare randament. Ea poate aduce cel mult patru-cinci vi?ei. Chiar dac? termenul de utilizare este maximal acest num?r cre?te doar pân? la 14–16 vi?ei. Când embrionii lua?i de la o vac? donator de valoare sunt transplanta?i unor animale obi?nuite (recipiente), descenden?a poate fi m?rit? mult mai repede. În acest caz vi?eii care au mo?tenit cele mai bune calit??i ale mamei recordiste, sunt crescu?i simultan de mai multe vaci. Astfel, în decursul unui an putem ob?ine de la o vac? 25–42 de vi?ei, iar în întreaga ei perioad? de via?? – 300–600 de capete, ceea ce, la rândul s?u, permite accelerarea selec?iei animalelor de mare randament de 40 de ori în compara?ie cu celelalte metode cunoscute. Tehnica congel?rii la temperatur? joas? a celulelor vii a solu?ionat problema dificil? a sincroniz?rii, coordon?rii exacte a ciclurilor biologice ale embrionului ?i mamei adoptive. Perfec?ionarea tehnicii «de colectare» a embrionilor, a congel?rii ?i dezghe??rii lor, a metodelor de transplantare, la care lucreaz? savan?ii din Moscova, Leningrad, Chiev ?i Haricov (în ultimul timp ?i la A?P «Zarea» din Republica Moldova au fost organizate puncte de transplantare a embrionilor animalelor agricole), trebuie s? aduc? o sporire esen?ial? a vitelor de ras?. A fost încercat? în practic? ideea de a sili mamele adoptive «s? munceasc?» mai intens – s? nasc? gemeni. ?i înc? ceva. Nimeni nu fixeaz? deocamdat? recordurile de longevitate a embrionilor în azotul lichid. Se ?tie numai c? în mai multe laboratoare ei se p?streaz? în stare de anabioz? câ?iva ani la rând. Savan?ii, îns?, sunt convin?i c? activitatea vital? a embrionului poate fi oprit? pe zeci de ani ?i chiar secole. În viitor va deveni un lucru obi?nuit men?inerea în «descenden?a conservat?» a poten?ialului genetic al p?rin?ilor – a unor animale agricole remarcabile. 13.3 Descenden?? copiat?: clonarea animalelor Se ?tie demult c? informa?ia genetic? a celulelor din diferitele ?esuturi ale organismului este aproape identic?. Atât în ficat, cât ?i în creier, în pancreas, în ovul se afl? acelea?i garnituri de gene, numai c? ele func?ioneaz? în diferite organe în mod diferit. Acest fenomen de munc? selectiv? (adic? transcrip?ia) a genelor poart? numele de diferen?iere celular?. Modific?rile în munca genelor pot fi reversibile. În cazul acesta textul înscris în molecula ADN nu se schimb?, schimb?rile au loc în alte molecule (de exemplu, la proteine) care colaboreaz? cu ADN ?i care conduc citirea informa?iei de pe el. Dac? într-adev?r a?a este, atunci din orice celul? somatic? se poate cre?te un organism întreg ?i devine realizabil? în principiu clonarea animalelor. Iar dac? la specializarea celulelor se produce restructurarea unor anumite segmente de ADN, modific?rile în programul ereditar al celulei devin ireversibile. Aceasta înseamn? c? din celula pielii sau a ficatului nu se poate ob?ine o celul? a creierului. Prin urmare, este imposibil? ?i clonarea organismelor. Cum se poate controla dac? modific?rile pe care le sufer? ADN-ul în timpul diferen?ierii celulelor sunt reversibile sau ireversibile. R?spunsul poate fi diferit. Se pot, bun?oar?, analiza am?nun?it succesiunile nucleotidice ADN din diferite ?esuturi ale aceluia?i organism în diferite etape de dezvoltare. Dar aceast? cale este extrem de grea. Informa?ia ereditar? a celulei este înscris? atât în genele unice (ele con?in informa?ia despre proteine), cât ?i în succesiuni ale ADN-ului, repetate în molecul? de sute ?i mii de ori. Exist? ?i o alt? cale pentru c?ut?ri. Se pot transplanta nucleele din diferitele celule specializate ale organismului într-un ovul fecundat, din care în prealabil a fost îndep?rtat nucleul propriu. În continuare se observ? cum se realizeaz? programul genetic înscris în nucleul transferat. În citoplasma ovulului fecundat exist? to?i componen?ii proteici necesari pentru dezvoltarea embrionului Dac? nucleul transplantat dispune de o informa?ie de valoare complect? ?i se va dezvolta, transformându-se într-un organism de valoare complect?, înseamn? c? toate genele celulelor diferen?iate pot reveni u?or la starea lor ini?ial?. Dac?, îns?, dezvoltarea embrionului se va întrerupe în etapele timpurii, înseamn? c? programul ereditar al nucleului transplantat s-a modificat ireversibil. Bineîn?eles, în cazul acesta trebuie s? fim convin?i, c? celula a suportat bine opera?ia. În prezent zeci de laboratoare din lume se ocup? cu transplantarea nucleelor. Aceast? metod? a ap?rut în anul 1952, când R. Briggs ?i T. Ching au transplantat pentru întâia oar? în Anglia nucleul unei celule de broasc?. Dar un timp destul de îndelungat aceast? realizare nu avea nici o aplicare în solu?ionarea problemelor practice. În anul 1975, îns?, totul s-a schimbat J. Giordon, biolog englez, a reu?it pentru prima oar? s? creasc? un mormoloc viu, transplantând în ovul un nucleu de celul? epitelial? (de piele) a unei broa?te. Aceast? munc? a convins c? metoda transplant?rii nucleelor poate da r?spuns la întrebarea cât de profunde sunt modific?rile din genomul celulelor specializate. Este interesant c? mormolocul lui Giordon nu s-a transformat în broasc? Afar? de aceasta, nu s-au ob?inut mormoloci nici prin transplantarea nucleelor de la alte celule (ne epiteliale) ale broa?tei. Embrionul înceta a se dezvolta la cele mai timpurii etape ?i aceasta, dup? p?rerea lui Giordon, ?inea mai degrab? de ireversibilitatea modific?rilor programului ereditar al nucleelor transplantate, decât de un e?ec al tehnicii microchirurgilor Între timp Brigs ?i Ching au reu?it s? ob?in? prin aceast? metod? o broasc? matur?. A fost absolut identic? cu cea de la care s-a luat nucleul. Datele analizelor biochimice convingeau c? broasca donatoare ?i broasca urma?? erau parc? croite dup? acela?i model. Au continuat încerc?rile de a se cre?te asemenea «germeni» ?i la ceilal?i reprezentan?i ai regnului animal. Una din primele lucr?ri de utilizare a celulelor de mamifere a fost efectuat? de doctorul D. Bromholl din Oxford (Anglia). El a reu?it s? transplanteze nucleul unei celule somatice într-un ovul de iepure de cas?. Doctorul Bromholl a folosit celulele, care au crescut mai mul?i ani în cultura unui ?esut în afara organismului. Cu aceste celule, care pot fi crescute în orice cantitate, el fecunda ovulele. Nucleul propriu ovulului a fost scos din func?iune cu ajutorul razelor ultraviolete. Ovulul fecundat se implanta în uterul iepuroaicei care juca rolul de incubator viu. Drept urmare, se ob?inea un embrion celulele c?ruia purtau numai genele iepurelui de cas? (care demult a murit) ?i ale c?rui celule erau cultivate în condi?ii artificiale. O ?tire cu adev?rat senza?ional? pentru lumea savan?ilor a devenit comunicarea f?cut? de C. Ilimenzee, profesor din Elve?ia, autor al experien?elor de clonare a ?oarecilor, publicate în anul 1981. Ilimenzee a comunicat c? a reu?it s? ob?in? dezvoltarea a trei ?oareci de valoare complect? ?i proliferici, transplantând în ovule nucleele luate din embrioni care au trecut primele etape de dezvoltare. 363 de nuclee de celule embrionare au fost transplantate în ovulele chiar atunci fecundate, din care au fost exstirpate nucleele lor proprii. Numai 142 de ovule au supravie?uit opera?ia, din ele numai 96 au început s? se dezvolte, dar curând jum?tate au încetat divizarea. 48 de embrioni, crescu?i în eprubet?, au atins, totu?i, etapa de implantare, dup? care 16 din ei au fost insera?i în uterul femelelor. Ca urmare, s-au n?scut trei ?oareci care s-au dezvoltat normal. Ei se asem?nau în toate nu cu mamele lor, ci cu ?oarecii a c?ror nuclee au fost folosite pentru transplantare. Aceste experien?e ne demonstreaz? c? în principiu este posibil? clonarea animalelor prin metoda transplant?rii nucleelor ?i c? greut??ile tehnice pot fi învinse. Când C. Ilimenzee ?i coautorul lui P. Hoppe au comunicat c? au reu?it s? cloneze (s? ob?in? copii genetic identice) animalele, aceasta a provocat un interes general. Era ?i de a?teptat. C?ci succesul acestor experimente ar exercita o mare influen?? asupra productivit??ii multor ramuri din agricultur?. În primul rând ar fi devenit posibil? înmul?irea animalelor cu o productivitate record, prin «luarea de copii». În prezent nimeni nu se mai îndoie?te c? în principiu aceasta este posibil. Cu câ?iva ani în urm? savan?ii americani, dup? numeroase e?ecuri, au reu?it, totu?i, s? fecundeze în condi?ii artificiale un ovul de vac? ?i prin metoda transplant?rii s? creasc? din el un t?ura?. Dar acum este vorba de altceva. Am mai men?ionat, c? natura a sortit ca fiecare vac? s? devin? mam? doar de câteva ori în via?a ei. Întrucât Ñòðàíèöû: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34 |
ÈÍÒÅÐÅÑÍÎÅ | |||
|