Раздел 1

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА

1.3. Онтогенетический уровень организации жизни

1.3.2. Основы генетики человека

1.3.2.17. Методы изучения наследственности человека

Метод гибридизации соматических клеток

Соматические клетки содержат весь объем генетической информации. Это дает возможность изучать многие вопросы генетики человека, которые невозможно исследовать на целом организме. Соматические клетки человека получают из различных органов (кожа, костный мозг, клетки крови, ткани эмбрионов). Чаще всего используют клетки соединительной ткани (фибробласты) и лимфоциты крови. Культивирование клеток вне организма позволяет получать достаточное количество материала для исследования, который не всегда можно взять у человека без вреда для здоровья.

Клетки культуры ткани можно использовать для изучения различными методами: цитологическим, биохимическим, иммунологическим и т.д. Такое исследование может быть в ряде случаев более точным, на уровне целостного организма, метаболические процессы удается выделить из сложной цепи взаимосвязанных реакций, которые происходят в организме.

В 1960 г. французский биолог Ж. Барский, выращивая вне организма в культуре ткани клетки двух линий мышей, обнаружил, что некоторые клетки по своим морфологическим и биохимическим признаками были промежуточными между исходными родительскими клетками. Эти клетки оказались гибридными. Такое спонтанное слияние клеток в культуре ткани происходит довольно редко. Впоследствии оказалось, что частота гибридизации соматических клеток повышается при введении в культуру клеток РНК-содержащего вируса парагриппа Сендай, который, как и вообще все вирусы, изменяет свойства клеточных мембран и делает возможным слияние клеток. Вирус Сендай предварительно облучали ультрафиолетом. Он терял свои вирулентные свойства, но сохранял способность влиять на слияние клеток. В смешанной культуре двух типов образуются клетки, которые содержат в общей цитоплазме ядра обоих родительских клеток - гетерокаріони. Большинство гетерокаріонів погибает, но те, которые содержат только два ядра, часто продолжают свое развитие, размножаясь делением. После митоза и последующего разделения цитоплазмы из двухъядерного гетерокаріону образуются две одноядерные клетки, каждая из которых представляет собой синкаріон - настоящую гибридную клетку, которая имеет хромосомы обоих родительских клеток.

Гибридизация соматических клеток проводится в широких пределах не только между различными видами, но и типами: человек и мышь, человек и комар, муха и курица и т.д. В зависимости от цели анализа, исследования проводят на гетерокаріонних или синкаріонних клетках. Синкаріони обычно удается получить при гибридизации в пределах класса. Это настоящие гибридные клетки, потому что в них произошло сочетание двух геномов. Например, гибридные клетки человека и мыши имеют 43 пары хромосом: 23 - от человека и 20 - от мыши. Впоследствии, при размножении этих клеток доля исходных геномов разная. Происходит постепенная элиминация хромосом организма, клетки которого имеют медленный темп размножения. С помощью этого метода проводится картирование хромосом у человека.

Использование метода гибридизации соматических клеток дает возможность изучать механизмы первичного действия и взаимодействие генов. Культуры соматических клеток используются для определение мутагенного действия факторов окружающей среды. Расширяются возможности точной диагностики болезней на биохимическом уровне у взрослых и до рождения у плодов (пренатальная диагностика). Для дальнейшего усовершенствования этих методов необходимо накапливать линии клеток с генными и хромосомными мутациями. Уже организованы "банки" клеточных линий.