Образование внутренней клеточной массы

Возникновение внутренней клеточной массы, отличающейся от трофобласта. является важнейшим событием в раннем развитии млекопитающих. Каким образом развитие клетки направляется по тому или другому из этих двух путей? Каким образом клетка получает информацию о том. что ома должна участвовать в образовании организма взрослого млекопитающего или вспомогательной ткани, которая отбрасывается при рождении? Наблюдения, проведенные на живых зародышах, позволяют предположить, что это важное решение является просто результатом того, что в определенное время клетка оказывается в соответствующем месте. До завершения 8-клеточной стадии разные бластомеры явно не отличаются друг от друга по биохимии, морфологии или потенциям. Тем не менее компактизация приводит к образованию внутренних и наружных клеток, глубоко различающихся по своим свойствам. Путем маркировки разных бластомеров в многочисленных исследованиях было показано, что клетки, оказавшиеся снаружи, формируют трофобласт, тогда как клетки, оказавшиеся внутри, образуют зародыш (Tarkowski. Wroblewska, 1967)¹. Если любой бластомер 4-клеточного зародыша мыши поместить на наружную поверхность рыхлой массы бластомеров другого зародыша, то из пересаженной клетки разовьется только ткань трофобласта (Hillman et al., 1972). Следовательно, будет ли клетка участвовать в образовании трофобласта или зародыша, определяется, по-видимому, тем, где оказалась клетка после компактизации — на поверхности или внутри зародыша. Если большинство клеток бластоцисты дает начало трофобласту, то сколько же клеток фактически образует зародыш? Один из путей для получения ответа на этот вопрос заключается в создании аллофенных мышей. Аллофенные мыши являются результатом развития химерных зародышей, полученных путем слияния двух зародышей на ранних стадиях дробления (обычно 4- или 8-клеточных). Как показано на рис. 3.29, у двух генетически различаю-

¹ Установлено, что внутренние клетки чаще всего происходят от того бластомера, который на 2-клеточной стадии делится первым. Потомки этого бластомера обычно первыми достигают 8-клеточной стадии и делятся таким образом, что оказываются внутри рыхлого скопления бластомеров (Graham, Kelly, 1977).

Рис. 3.29. Получение аллофенных мышей. А. Экспериментальные приемы, используемые для получения аллофенных мышей. Ранних 8-клеточных зародышей генетически различных линий мышей (в данном случае линий с различной окраской шерсти) извлекают из яйцеводов и приводят в контакт, предварительно удалив прозрачную оболочку с помощью протеолитических ферментов (проназы). Клетки образуют химерную бластоцисту, которую экспериментатор имплантирует в матку самки-реципиента. Б. Взрослая аллофенная мышь, фенотип которой свидетельствует о вкладе зародышей пигментированной (черной) и непигментированной (белой) линий. (Фотографии с любезного разрешения В. Mintz.)

Гилберт С. Биология развития: В 3-х т. Т. I: Пер. с англ. — М.: Мир, 1993. — 228 с.

94 ГЛАВА 3

щихся зародышей удаляют прозрачную оболочку и зародышей приводят в контакт для их слияния и образования единой бластоцисты. Полученные бластоцисты имплантируют в матку самки-реципиента. Рождающиеся аллофенные мыши содержат клетки, которые произошли от обоих зародышей. Это хорошо видно в случаях, когда агрегированные бластомеры принадлежит мышам разных линий, отличающихся друг от друга по окраске шерсти. Когда агрегируют бластомеры белых и черных мышей, обычно развивается мышь с черными и белыми полосами (рис. 3.29, Б). Если бы зародыш развивался только из одной клетки бластоцисты, то такой результат не мог быть получен: потомки были бы либо белыми, либо черными. Если бы в образовании зародыша участвовали две клетки бластоцисты, то следовало бы ожидать, что аллофенный рисунок будет выражен только в половине случаев (1WW: 2WB: 1BB). Если бы зародыш формировали три клетки, то вероятность появления аллофенного рисунка возросла бы до 75% (1WWW: 3WWB: 3WBB: 1BBB); при наличии четырех таких клеток вероятность появления двухцветных мышей составила бы 87.5%. Согласно экспериментальным данным (Mint/. 1970), 73% химерных зародышей развивается в аллофенных мышей, что свидетельствует об участии трех бластомеров бластоцисты в образовании всего зародыша. Было также показано (Markert. Retters, 1978), что три 4-клеточных зародыша могут слиться и образовать общую компактную морулу (рис. 3.30 и цветной рисунок на внутренней стороне обложки). Из такой морулы может развиться мышь, покровы которой имеют участки, окрашенные в цвета трех разных линий. Таким образом, хотя и нет полной уверенности в том, что абсолютное число бластомеров, образующих зародыш, равно 3, очевидно, что оно не намного превышает эту величину и что б о льшая часть клеток бластоцисты никогда не участвует в формировании взрослого организма.