«Открытия и гипотезы» №3, 2012
Шрифт:
Исследователи изучили ее случай и пришли к выводу, что, несмотря на столь долгое время пребывания в состоянии клинической смерти, биологическая смерть не наступила благодаря низкой температуре (по прибытию в больницу температура ее тела составляла всего 13 градусов). Таким образом, быстро снизив температуру тела пациента, врачи имеют больше времени для реанимации.
Экстракт плодоножек конфетного дерева (Hovenia dulcis, японское изюмное дерево) используется в Китае для лечения похмелья в течение по меньшей мере 500 лет.
В ходе исследования ученые вводили животным количество алкоголя, эквивалентное 15–20 330-миллилитровым порциям пива, выпитым человеком в течение двух часов. Крысам из экспериментальной группы добавили к спирту амелопсин, а контрольная группа получала только алкоголь.
После инъекции животных клали на спину в V-образную люльку и фиксировали время, за которое они смогут перевернуться на лапы. У животных из контрольной группы это занимало в среднем 70 минут, в то время как экспериментальная группа справилась с задачей в среднем всего за пять минут.
В другом эксперименте дигидромирицитин предотвратил поведение, характерное для алкогольного опьянения и похмелья, у животных, находящихся в лабиринте. В частности, крысы из экспериментальной группы в отличие от контрольной не прятались в углах, а искали выход так же, как трезвые животные.
В ближайшее время исследователи рассчитывают приступить к испытаниям дигидроми-рицитина на людях, однако потенциальное практическое применение этого вещества уже вызвало опасения экспертов. Так, директор по клиническим вопросам американского
Национального исследовательского института злоупотребления алкоголем и алкоголизма Маркус Хайлиг заявил, что существование антидота («таблетки трезвости») может не снизить, а увеличить потребление спиртного. Когда человек может нейтрализовать действие выпитого, он меньше сдерживается, пояснил эксперт.
ИЗ ЧЕГО ДЕЛАЮТ РАСТЕНИЯ
Садовод покупает черенок яблони; любитель узамбарских фиалок бережно несет домой мохнатый листок, подаренный единомышленником; в метре от тополя с обломанной вершиной из земли лезет целая роща молодых побегов — все это примеры вегетативного размножения у растений. А вегетативное размножение — это бесполое размножение, при котором растение-потомок генетически идентично материнскому.
«Химия и жизнь»
Все выполнимо на свете!
Словно молоденький ствол,
Раз под рукою поэта
Посох цветами зацвел…
У многоклеточных животных вегетативное размножение — редкость, а в царстве растений оно широко распространено. Широко, однако, не повсеместно. Кто из нас не огорчался в детстве, когда узнавал, что сорванные полевые цветы не могут пустить корни и обязательно завянут! Некоторые растения ни в какую не желают размножаться вегетативно, другие «согласны» только на определенные способы (скажем, луковица, но не лист). Почему
так и от чего это зависит — важный вопрос как для теоретической биологии, так и для практических нужд.Зададим чисто теоретический вопрос: а каков минимальный размер этой самой многоклеточной части, способной дать жизнь новому растению? (Для практических целей, понятно — чем меньше, тем лучше.) Чисто теоретический ответ: в пределе должно хватить и одной клетки. В ней имеется вся необходимая генетическая информация, да и при половом размножении зародыш развивается из одной клетки, которая образована слиянием яйцеклетки и спермия, проникшего в завязь из пыльцевой трубки…
На самом деле в так называемом двойном оплодотворении у цветковых растений участвуют минимум пять клеток (яйцеклетка плюс один спермий дают зародыш, две полярные материнских клетки плюс еще один спермий — эндосперм, источник питательных веществ для зародыша в семени, подробности смотри в школьном учебнике ботаники). Как мы увидим далее, это важно. Но в принципе все верно: каждое живое существо, а значит, и каждое растение, от фиалки до секвойи, начиналось с единственной клетки. И даже десяток клеток с точки зрения быстрого и дешевого размножения выгоднее, чем целый клубень.
Лабораторные эксперименты подтвердили: целое растение можно вырастить из крохотного кусочка ткани in vitro — в пробирке, колбе или чашке Петри, в стерильных условиях. Эксплантом, то есть родоначальником культуры, может быть и почка, и побег, и фрагмент стебля или корня.
Идеи о возможности культивировать растительные клетки впервые возникли еще на рубеже XIX и XX веков, но, чтобы воплотить их в жизнь, потребовалось много экспериментов. Способность культур растительных тканей к неограниченному росту в 30-е годы показал французский исследователь Роже Готре и независимо от него — американец Филипп Уайт. (Пишут, что культура каллусной ткани моркови, полученная Готре, сохранила жизнеспособность до наших дней.)
К перспективной теме обратилось множество ученых по всему миру, и в следующие два десятилетия были достигнуты значительные успехи. Американский ученый Фредерик Стюард, работая с тканью моркови, получил из нее в 1958 году целые растения. В монографии Готре «Культура растительных тканей», вышедшей годом позже, упоминаются уже 142 вида высших растений, выращиваемых in vitro. Сегодня, если вы
наберете в окошке поисковика «тканевая культура», а лучше «tissue culture», то найдете подробные инструкции для учителей биологии, желающих повторить в классе опыты Готре и Стюарда, и сайты любителей редких растений, испытывающих на своих любимцах современные биотехнологии. Теперь это возможно, но тогда все было впервые.
Идея культуры растительных клеток кажется простой: возьмите кусочек растительной ткани, по возможности свободной от посторонних микроорганизмов, и поместите эксплант на специальную среду. Наибольшее распространение получила среда Мурасиге — Скуга (она названа в честь Тосио Мурасиге и Фольке Скуга, работавших в Висконсинском университете в Мэдисоне) и ее модификации. Среда содержит агар-агар (по консистенции она похожа на твердый холодец), сахарозу и минеральные вещества. В нее также добавляют антибиотики, чтобы подавить размножение бактерий, и, главное, растительные гормоны, или фитогормоны, — вещества, регулирующие рост и направление развития клеток.
Первое, что происходит с клетками в культуре, — дедифференциация. Они утрачивают характерные признаки клеток листа или корня и становятся «просто клетками», способными дать начало каждой из тканей растения. Фактически этому способствует само отделение кусочка ткани, освобождающее клетки от диктата организма.
Известно, что судьбу клетки в значительной мере определяют ее окружение, характер контактов с другими клетками, хотя механизм этого влияния изучен не до конца.