Бессмертная жизнь Генриетты Лакс
Шрифт:
Вирусы размножаются путем «впрыскивания» в живую клетку частиц своего генетического материала. Клетка радикальным образом меняет свою программу и начинает воспроизводить вирус вместо самой себя. Когда дело дошло до выращивания вирусов, то — как и во многих других случаях — злокачественная природа HeLa лишь делала их более полезными. Клетки HeLa росли намного быстрее нормальных и поэтому быстрее приносили результаты. Клетки HeLa были «рабочей лошадкой» — выносливой, недорогой и вездесущей.
Время было самое подходящее. В начале 1950-х годов ученые только начинали понимать природу вирусов, и когда клетки Генриетты появились в лабораториях по всей стране, исследователи принялись заражать
Клетки Генриетты помогли заложить основы вирусологии, однако это было только началом. В первые годы после смерти Генриетты, получив первые пробирки с ее клетками, исследователи по всему миру смогли сделать несколько важных научных открытий. Во-первых, группа ученых использовала HeLa для разработки методов заморозки клеток без их повреждения или изменения. Благодаря этим методам клетки стали пересылать по всему миру отработанным и стандартизированным способом, который использовался для транспортировки замороженных пищевых продуктов и замороженной спермы для разведения скота. Это также означало, что ученые могут сохранять клетки и в промежутках между экспериментами, не беспокоясь об их питании и стерильности. Однако больше всего ученых порадовал тот факт, что заморозка позволяла «зафиксировать» клетки в их самых разных состояниях.
Клетка замораживалась подобно нажатию кнопки «пауза»: деление, метаболизм и все прочие процессы останавливались и возобновлялись после разморозки, как если бы просто нажали кнопку «пуск». Теперь ученые могли приостанавливать развитие клеток с любой периодичностью на протяжении эксперимента, чтобы сравнить реакцию тех или иных клеток на лекарственный препарат через одну, две или шесть недель. Они могли наблюдать состояние одних и тех же клеток в разные периоды развития: ученые надеялись увидеть, в какой именно момент нормальная клетка, растущая в культуре, становится злокачественной — феномен, названный спонтанной трансформацией.
Заморозка стала первой в списке поразительных усовершенствований, которые появились в сфере культивирования тканей благодаря HeLa. Еще одним прорывом можно считать стандартизацию процесса культивирования клеток — область, в которой до той поры наблюдалась сплошная неразбериха. Гай с коллегами жаловались, что тратят чересчур много времени на приготовление питательной среды и на то, чтобы клетки оставались живыми. Однако более всего их беспокоило, что, поскольку все пользовались разными ингредиентами при составлении питательной среды, разными рецептами, разными клетками и разными техниками и мало кто знал о методах коллег, было сложно или практически невозможно повторить проведенный кем-либо эксперимент. А повторение — необходимая часть науки: открытие не считается действительным, если другие не могут повторить и получить те же результаты. Гай и другие ученые опасались, что без стандартизации методов и материалов может наступить застой в области культивирования тканей.
Гай и несколько его коллег уже организовали комитет по разработке процедур в целях «упрощения и стандартизации техники культивирования тканей». Они также убедили две недавно возникшие компании, поставляющие биопрепараты, — Microbiological Associates и Difco Laboratories — начать производство и продажу ингредиентов для культуральной среды, для чего обучили их необходимым техникам. Эти компании еще только приступили к продаже этих ингредиентов, и поэтому культиваторам клеток, как и прежде, приходилось готовить среду самостоятельно, используя совершенно разные рецепты.
Стандартизация в этой области была невозможна
Лишь теперь ученые во всем мире впервые смогли работать с одними и теми же клетками, растущими в одной и той же культуральной среде, используя одно и то же оборудование, которое все они могли купить и доставить в свои лаборатории. А вскоре они смогут даже пользоваться первыми клонами человеческих клеток, к чему стремились многие годы.
Сегодня при слове «клон» нам представляются ученые, создающие живых животных целиком — как известную всем овечку Долли — используя ДНК единственного родителя. Однако, прежде чем начать клонировать целый животный организм, ученые клонировали отдельные клетки — клетки Генриетты.
Чтобы понять важность клонирования клеток, нужно знать две вещи: во-первых, что культура HeLa выросла не из единственной клетки Генриетты, а из среза ее опухоли, который представлял собой скопление клеток. Во-вторых, даже клетки из одного и того же образца зачастую ведут себя по-разному. Это значит, что некоторые из них растут быстрее других, некоторые быстрее воспроизводят вирус полиомиелита, тогда как другие обладают большей сопротивляемостью к определенным антибиотикам. Ученые хотели вырастить клоны клеток — линии клеток, произошедшие от одной-единственной клетки — и использовать их уникальные особенности. С HeLa группа ученых из Колорадо добилась успеха вскоре ученый мир пользовался не только HeLa, но и сотнями, а затем и тысячами их клонов.
Первые технологии клонирования и выращивания клеток, разработанные благодаря HeLa, привели науку к значительным успехам, включая выделение стволовых клеток, клонирование целых животных и экстракорпоральное (in vitro) оплодотворение. Тем временем клетки HeLa, будучи в большинстве лабораторий стандартными человеческими клетками, использовались для исследований, благодаря которым, возможно, появилась и новая область генетики человека.
Долгое время ученые считали, что человеческие клетки содержат сорок восемь хромосом — нитей ДНК внутри клеток, в которых собрана вся наша генетическая информация. Однако хромосомы слипались вместе, и точно сосчитать их не удавалось. В 1953 году один генетик из Техаса по ошибке смешал не ту жидкость с HeLa и некоторыми другими клетками. Эта случайность оказалась счастливой. Хромосомы в клетках набухли и отделились друг от друга, и ученые впервые смогли подробно рассмотреть каждую из них. Это случайное открытие стало первым в череде открытий, позволивших двум исследователям из Испании и Швеции обнаружить, что нормальная человеческая клетка содержит сорок шесть хромосом.
Теперь, зная, сколько хромосом должен иметь человек, ученые могли сказать, что у кого-то их больше или меньше, и с помощью этой информации диагностировать генетические заболевания. Довольно скоро исследователи во всем мире начали выявлять хромосомные нарушения. Так, было выяснено, что у больных с синдромом Дауна была дополнительная хромосома в двадцать первой паре, страдавшие синдромом Клайнфельтера имели лишнюю половую х-хромосому, а у пациентов с синдромом Шерешевского — Тернера эта хромосома отсутствовала или была дефектной.