Часть половых клеток мозаичной мыши будет нормальной и понесет с собой к потомкам работающий ген; другая часть понесет тот же ген, но нокаутированный. От второго партнера все половые клетки будут нормальные. Берем двух таких мышей и скрешиваем друг с другом. Часть потомков получится из слияния половой клетки мамы-мыши с нокаутированной хромосомой и отцовской клетки папы-мыша тоже с нокаутированной хромосомой — и вот тут-то, наконец, мы получим мышей, у которых нужный ген будет нокаутирован в обеих гомологичных хромосомах — и во всех клетках организма.
Осталось еще понять, как нокаутировать нужный ген в выделенной ЭСК. Эту часть «проекта» реализовали — независимо от Эванса — Капекки и Смитис. Они тоже использовали возможность, дарованную природой, и опять же — в иных целях. Природа, «стремясь» увеличить разнообразие особей внутри вида (чем они разнообразней, тем скорей среди них найдутся носители новых полезных свойств), «придумала» для этого так называемую «гомологическую рекомбинацию» хромосом (ГР). Этот процесс состоит в том, что перед делением клетки гомологичные хромосомы каждой пары переплетаются и обмениваются частями — генами. Гены материнской и отцовской хромосом слегка различны, поскольку предки матери и отца прошли долгий разный путь и могли обрести на этом пути несколько разные «генетические поправки», а то и мутации. Поэтому гомологическая рекомбинация (ГР) действительно создает потомка с несколько новыми свойствами сравнительно с отцом и матерью.
Капекки показал, что ГР — обмен участками между гомологичными хромосомами — может происходить не только между двумя хромосомами одной и той же пары, но также между одной из них и «внешней» молекулой ДНК, специально для этого введенной в клетку. Капекки экспериментировал с клетками млекопитающих, у которых один какой- то ген был испорчен мутацией. Вводя в клетку (в пробирке) «здоровую» ДНК, он создавал возможность обмена генами (то есть ГР) между этой ДНК и «больной» хромосомой, в результате чего больной ген переходил на «внешнюю» ДНК, а здоровый — на хромосому. Смитис обнаружил, что этот метод позволяет нокаутировать любой ген, не взирая на его функцию и степень активности. Однако и Капекки, и Смитис работали с клетками взрослых организмов, поэтому они не могли продвинуться к нокаутированию всех клеток, то есть к созданию «нокаутированного организма». И тут появились работы Эванса по эмбриональным стволовым клеткам, которые эту возможность открывали. В 1989 году Капекки и Смитис, соединив обе половинки пазла — ГР и ЭСК, — создали первую в истории нокаутированную мышь, то есть мышь, во всех клетках которой был выключен один и тот же ген. В дальнейшем Капекки усовершенствовал метод, придумав способ эффективного различения нокаутированных и не-нокаутированных ЭСК в пробирке (так называемых позитивно-негативный отбор).
Сергей Смирнов
В год рождения Ландау (1908)
За последние три года обзоры по истории науки стали в нашем журнале обычной вещью. Нарушать эту традицию не хочется, тем более что каждый юбилей знатного события или персоны пробуждает уйму воспоминаний, ассоциаций и мечтаний о том, как все было, как оно могло обернуться и как оно намерено развиваться сейчас. Первая дата этого сорта в 2008 году — столетний юбилей вечно юного мальчишки Льва Ландау. Очень хочется понять: в каком мире возник этот несносный гений. Какая эпоха огранила его талант, и как он сам огранил свою эпоху?
В тот олимпийский год чудеса творились повсеместно. В Лондоне первым чемпионом по фигурному катанию стал россиянин Панин-Коломенкин. А в Стокгольме вторым нобелевским лауреатом России стал Илья Мечников — друг и наследник великого «виталиста» Пастера. Всякий иммунитет живых организмов вызывается их живыми компонентами — клетками либо органеллами! Таково кредо пастеровской школы в Париже, к которой охотно присоединился вечный романтик Мечников.
Немцы, вслед за Робертом Кохом, думают иначе. Прошлогодний нобелевский лауреат Бухнер доказал, что брожение сахаров можно вызвать чистым химическим ферментом — неким сложным белком, который пока умеют производить только клетки дрожжей. Но и химики этот рубеж одолеют! Не напрасно нобелевский лауреат 1902 года Эмиль Фишер разбирает на кирпичики-аминокислоты все доступные ему белки; он даже пытается воссоздать из этих кирпичиков нечто съедобное. Хотя бы для микробов! Кое-что синтетическое они уже едят... Значит, и человека эта участь не минует!
Другой нобелевский лауреат 1908 года — Пауль Эрлих, принципиальный оппонент Мечникова — старается не накормить людей, а вылечить их от очередных болезней. В основе его работы лежит простая химическая идея: новые лекарства должно составлять из старого яда и новых красок! Ведь химики-органики уже наработали огромное семейство пигментов, крепко сцепляющихся с органическими волокнами. То есть с какими-то органеллами клеток! Теперь надо выбрать краски, удачно схватывающиеся со знакомыми клетками возбудителей сифилиса, малярии, туберкулеза. Довесить к этим краскам бесспорно ядовитые атомы (ртуть или мышьяк) — и получить лекарства, смертельные для живых возбудителей. Потом нужно будет их модифицировать так, чтобы они не убивали хозяина-человека. Это трудно сделать, но Эрлих упорен, так что сонная болезнь и сифилис уже побеждены. То ли еще будет!