4. Хайуандар жасушаларын гибридизациялау әдістері

Денелік жасушалардың бір-бірімен қосылатыны жөніндегі болжаулар ХІХ-ғасырдың басында олардың көп ядролы екендігі белгілі бола бастағаннан кейін айтыла басталған. Бірақ та денелік (соматикалық ) жасушалардың гибридтері алғаш рет тек қана өткен ғасырдың 60-шы жылдары ғана алынды. 1960-шы жылы Барский тышқан саркомасының бір жасушасынан өсірілген, құрамында әртүрлі хромосомалары бар және морфологиялық құрылымы өзгеше екі желілік культураларды қосу нәтижесінде алған болатын. Алынған гибридтік жасушалар құрамындағы хромосомалар саны бойынша өздері шыққан желілік (линейных) жасушалар санынан өзгеше екендігі және беткі антигендері екі желілік жасушалардікіндей болатынын анықтаған. Ары қарай жүргізілген зерттеу жұмыстары нәтижесінде, гибридті жасушаларды әр түрге жататын хайуандардың жасушаларын қосу нәтижесінде де алуға болатыны анықталған. Мұнда, екі жасушаларды біріктіретін агент ретінде инактивизацияланған Сендай вирусы деп аталатын HVJ түріндегі вирус қызмет атқарған. Осы кезден бастап Сендай вирусын әртүрлі жасушаларды қосуда жиі пайдалана бастады. Гибридті жасушалардың құрамын зерттеу барысында екі өте маңызды қасиет анықталған:

-гибридтерде екі ата-ананың геномы да болуы мүмкін

-ұзақ өмір сүретін тұқымаралық гипбридті хайуандарда ата-аналарының біреуінің хромосомалары жойылуы мүмкін.

Екі жасушалардың қосылуы әрдайым басқа бір агент арқылы жүзеге аса бермейді. Мұндай үдерістер in vivo (табиғи, ішкі жағдайда) немесе in vitro (сыртқы) жағдайларында, басқа агенттердің араласуынсыз да жүзеге асырыла береді. Кейбіреулері онтогенез үдерістерінде әрдайым жүріп отырады, сондықтан бұл құбылысты эволюциялық заңдылық деп есептеуге де болады. Сонымен бірге, табиғи жағдайда әр түрге жататын хайуандардың қалыпты жасушалары бір-бірімен өте сирек қосылады. Ауылшаруашылығында мұндай жұмыстар көбінесе хайуандарды қолдан ұрықтандыру және кейіннен оны тасымалдау (трансплантация) арқылы жүзеге асырылады. Бұл жұмыстар малдарда жасанды полиовуляция жасау, аналық ұрық жасушасын (яйцеклетка) қолдан ұрықтандыру мен ұрықтандырылған жасушаны басқа мал жатырына (адамдарда осындай жолмен ұрықтандырылған аналар –суррогатты шеше деп аталады) мүмкіндігінің ашылуына байланысты өз жалғасын тапты.

Бұл әдістің технологиялық үдерісінің қысқаша сипаттамасы келесідей кезеңдерден тұрады: мысалы, жоғары өнімді сиырға күйлеу алдында арнайы дәрмектер (гормондар, прогестерон, синустроэл, буаз бие қан сарысуынан дайындалатын ББС дәрмегі, т.б.) егіліп, одан 10-20 аналық жасушаларының жетіліп шығуы (полиовуляция) қамтамасыз етіледі. Кейіннен, лапоратомия әдісімен аналық жасушалары жатыр түтікшесінде бұқаның сперматозоидтарымен ұрықтындырылады. Ұрықтанудың 7-8 күндері бұл жасушалар арнайы әдіс арқылы жатырдан шайылып алынып, басқа, яғни көбінесе өнімділіктері төмен болып келетін сиырлардың жатырына (реципиент) салынады. Осындай жолмен туылған бұзауларда генетикалық жағынан «шынайы» ата-енелерінің тұқымдық ерекшеліктері сақталады.

Әр түрге жататын малдар жасушаларын гибридизациялау әдістері негізінде «химер» немесе аллофенді деп аталатын ұлпа құрамында әртүрлі генотипті жасушалары бар хайуандар да алынады (мысалы, қара жолақты тышқан немесе арыстан).

Жасанды гибридизациялау әдістері. Қазіргі кезде ғылымда қолдан ұрықтандырудың келесідей әдістері қолданылады:

1. Агрегациялық әдіс. Бұл әдісті 1961-1962 жылдары Тарковский (Польша) және Минц (США, Филаделфия) екеуі бір кезде ұсынған. Аталған әдіс бойынша ұрғашы донор жатырынан 8-бластомер кезеңіне (стадиясына) дейін бөлінген, әр түрге жататын хайуандардың (мысалы, қара және ақ түсті тышқандар) ұрық жасушасы сорылып алынып, олардың агрегациялануына жағдай жасалынып, 16 жасушалы ұрықтың дамуына дейін ұсталады. Құрамында осындай әртүрлі гені бар ұрық жасушалары in vitro жағдайында бластоцит кезеңіне дейін жетілдіріліп, алдын-ала тиісті гормондар егу арқылы «жалған» буаздық реакциясы шақырылған, реципиент аналықтың жатырына салынады. Соның нәтижесінде ұрпағында аллофенді тышқандар туылады. Мұндай тышқандардың жүні ата-анасындай біріңғай қара немесе ақ түсті болып келмей, ұзын жолақты ақ-қара түстерден тұрады. Бұл алынған хайуанның мозаикалық-химерлі екендігін көрсетеді. Сыртқы жағдайда білінбегенімен, олардың ішкі ағзасында орналасқан ұлпалары да мозаикалық құрылымда болып келеді. Мұнда негізгі айырмашылық ақуыз түрлерінде болуы мүмкін, өйткені олар ата-аналарындағыдай белгілі бір катализдік қызмет атқаратын ферменттер болғанымен және құрылымы жағынан ұқсас келгенімен, дәл сондай болып қайталанбайды. Мұндай ақуыздар изоферменттер деп аталады және бұларды электрофорез арқылы бөліп алуға болады. Агрегациялық химерлерді тек қана екі эмбриондар арқылы ғана емес, бірнеше жекеленген бластомерлер немесе эмбриондардың бөлшектері арқылы алуға да болады. Бұл әдістің негізгі артықшылығы ретінде, арнайы хирургиялық операциялардың жүргізілмеуі себепті, эмбриогенетикада кеңінен қолданылуын айтуға болады.

2. Инекциялық әдісті 1968 ж. Р. Гарднер ойлап тапқан. Мұнда бластоцит кезеңіндегі эмбриондар пайдаланылады. Алғашында бластоцитті бекітеді, сонан соң өте кішкене микроқондырғыларды пайдалану арқылы донордың ішкі бластоцит жасушасын эмбрион-реципиент бластоцельіне енгізеді. Осындай жолмен өте ерте мерзімдегі эмбриондардың ішкі жасушаларын ендірумен бірге, кешірек мерзімдегі мамандандырылған жасушаларды да егуге болады.

Инекциялық әдіс әр түрге жататын жануарларды жұптап, химерлі жануарларды алуда кеңінен пайдаланыла бастады. Ең бірінші түр аралық химерлі хайуан табиғи жағдайда өзара көбеймейтін жақын екі түрге жататын M. Muskulus және M. caroli тышқандарын шағылыстыру негізінде алынған. Осы жұмыс барысында тек қана бластоциті пайдаланылған түрдің – реципиент аналығының жатырына ендірілген химерлік эмбрионы өсіп-дамитыны анықталған. Мысалы, M Muskulus бластоцитіне M. Karoli эмбрионынан алынған жасуша ішіндік заттары егіліп, ол M. Muskulus жатырына егілген жағдайда пайда болған химерлі хайуан жақсы дамиды да, керісінше, ол M. Karoli аналығына ендірілген жағдайда – ұрпақ екі аптадан соң өліп қалатыны анықталған.

3. Түр аралық агрегациялық әдісі арқылы химерлі хайуандардың жаңа қалыптасқан ұрықтары (зародыш) тек 1970 жылдары, жай тышқан мен көртышқан жасушаларын қосу жолымен алынған, ал бірінші тірі химерлі ұрпақты 1973 ж. Р. Гарднер мен М. Джонсон деген ғалымдар алған. Осы жұмыстар барысында, агрегациялық әдіс арқылы, ірі қара малдарының химерлі ұрпақтарын алу мүмкін емес екені анықталған. 1984 ж. бір кезде Англия мен ФРГ мемлекеттерінде қой мен ешкі арасындағы химерлі ұрпақ – козран алынған. Табиғи жағдайда ешкі мен қой ұрықтана алмайды, себебі олардағы хромосомалар саны әртүрлі; ешкіде 2n =60, ал қойда 2n = 54 хромосомалары болады. Германия мемлекетінде 1985 ж. 32 жасушалық эмбрионның жартысын агрегациялық әдіс арқылы өңдеу жолымен швидтік (қоңыр) және голштино-фриздік (қара-ала) сиыр тұқымдарының химерлік бұзаулары алынған. Бұзаудың фенотипінде ата-аналарының екі түсі де көрініс берген.

Қытай аграрлық университетіне қарасты мемлекеттік агробиотехнологиялық зертханасының ғалымдары (Нин Ли) адам генін сиыр эмбрионы ДНҚ-на ендірген. Нәтижесінде ересек сиырдан сауылып алынатын сүт, құрамы бойынша ана сүтіне өте жақын болып шыққан. Сиыр сүті мен ана сүті арасындағы басты айырмашылық – ақуыз көлемінде екендігі белгілі. Қалыпты сиыр сүтінде ақуыз (3,2%) ана сүтімен салыстырғанда (1-1,2%) анағұрлым көп болады. Бұл өз кезегінде бұзаудың қатарластарынан қалмай тез өсіп-жетілуін қамтамасыз етеді. Ал ана сүтіндегі ақуыз мөлшері, нәрестенің қажеттілігін қамтамасыз етуге жеткілікті. Бұған керісінше – ана сүті құрамында лизоцим ферменті анағұрлым басым келеді. Лизоцимнің антибактериальді қабілетке ие екендігі белгілі. Ол патогенді бактериялардың қабығын еріте алуы себепті, нәрестенің алғашқы айларында инфекциялық ауруларынан сақтануын қамтамасыз етеді. Сонымен бірге мұндай трансгенді сиырларынан алынған сүт құрамы лактоферонмен байытылуы себепті, баланың иммундық қабілеттілігін арттыруға септігін тигізеді. Гендік модификацияланған сүт өнімінің және бір маңызды артықшылығы – альфа-лактальбуминнің болуы. Кейбір зерттеулерге қарағанда, бұл ақуыз ісік ауруларына қарсы тиімді әсер ете алады. Осы ақуыздың белсенді түрін ғалымдар HAMLET (лат. human alpha-lactalbumin made lethal to tumors) деп атай бастаған.