Гилберт с. Биология развития: в 3-х т. Т. 3: Пер. С англ. – м.: Мир, 1995. – 352с.

_______________ РОСТ И ОНКОГЕНЕЗ _______________________________________________________________ 203

Рис. 20.15. Гипертрофия мышц человека на примере дельтовидной и двуглавой мышц у профессионального культуриста. Рост этих мышц продолжается в течение длительного времени после того. как мышечные клетки утратили способность к делению. Обратите внимание также на кровеносные сосуды, обслуживающие эти мышцы. (Фотография Jan Watson.)

Рис. 20.16. Продолжительность митотической фазы роста для разных тканей человека. (По Goss, 1966.)

Гилберт с. Биология развития: в 3-х т. Т. 3: Пер. С англ. – м.: Мир, 1995. – 352с.

204 ГЛАВА 20

клетки (такие, как стволовые клетки крови и сперматогенные клетки) делятся постоянно в течение всей жизни организма. Полагают, что существуют два основных уровня контроля клеточных делений. Первый-это внешний контроль, когда рост органа зависит от фактора, источником которого служат другие ткани, и второй – внутренний контроль, при котором сама ткань или орган регулируют свой собственный рост.

Внешний контроль роста наблюдается в случаях, когда один орган влияет на рост другого. У большинства позвоночных рост всего тела регулируется синтезом соматотропина, или гормона роста (ГР). Наиболее очевидный эффект действия этого гормона наблюдается в процессе роста длинных костей конечности (гл. 6); отсутствие этого гормона вызывает у человека пропорциональную карликовость. Для координации роста всего тела гормон роста должен влиять на увеличение размеров и других органов; чувствительностью к этому гормону должны обладать печень, почки, костный мозг, поджелудочная железа, молочные железы, гонады, тимус, жировая ткань и гипоталамус. Ткани плода, по-видимому, более чувствительны к соматотропину, чем взрослые ткани; соматотропин начинает синтезироваться плодом уже через 70 дней после оплодотворения (Martin, 1985).

Способность гормона роста координировать рост всего тела впервые была продемонстрирована в очень эффектном эксперименте с использованием рекомбинантных плазмид. В 1982 г. Домер и др. (Doehmer et al., 1982) создали «библиотеку» хромосомной ДНК крысы путем разрезания ее генома низкими концентрациями ферментов рестрикции, таких, как EcoR1 и клонирования этих фрагментов ДНК в плазмидном векторе pBR322. Использование низких концентраций фермента позволяет получить много отрезков ДНК, включающих нерасщепленный сайт EcoRl. Этот метод повышает вероятность выделения относительно длинных фрагментов, содержащих весь ген. Радиоактивный зонд кДНК был получен из мРНК гормона роста крысы с помощью обратной транскриптазы (гл. 10). Такой зонд использовался для идентификации клонов рекомбинантной ДНК, которые содержат ген гормона роста крысы. Один из клонов содержал отрезок ДНК длиной 7600 пар оснований, предположительно включавший весь ген гормона роста крысы. Этот ген, трансфицированный в ДНК культивируемых фибробластов мыши, оказался способным кодировать крысиный гормон роста.

Затем из рекомбинантной плазмиды был выделен ген длиной 7600 пар оснований и у крысиного гена гормона роста была удалена лидирующая последовательность (Palmiter, 1982). В ее состав входит cis-регуляторная последовательность, обусловливающая нормальную транскрипцию. На ее место была помещена cis-регуляторная последовательность другого гена – мышиного гена металлотионеина I (MT-I), кодирующего небольшой белок, регулирующий уровень цинка в сыворотке. Полученный гибридный ген представлен на рис. 20.17. Ген МТ-1 можно индуцировать ионами тяжелых металлов, таких, как цинк или кадмий, а последовательности, отвечающие за эту индукцию, располагаются в 5’-фланкирующей области гена. Слияние этой металлотионеиновой промоторной области с геном гормона роста крысы (rGH) помещает ген кры-

Рис. 20.17. Рекомбинантная плазмида, содержащая структурный ген гормона роста крысы, металлотионеиновую регуляторную область мыши и бактериальную плазмиду pBR322. Плазмида pMGH была введена в ооцит мыши. Темные боксы в этой плазмиде соответствуют экзонам гена GH (гена гормона роста). Направление транскрипции указано стрелкой. Над замкнутой плазмидой представлено в увеличенном виде место соединения металлотионеиновой регуляторной области с геном GH. (По Palmiter et al., 1982.)