Танец жизни. Новая наука о том, как клетка становится человеком

Введение

Моя наука

Границы истории сотворения

Глава 1

Мой тест

Глава 2

Неизбежность и стечение обстоятельств

Пластичность

Оксфордские клоны

У людей все иначе?

Цветные клетки

Глава 3

Полярные тельца

Трудный выбор

Первая вылазка за пределы имплантации

Эмбриологическое искусство

Глава 4

Оплодотворение

Крошечный сперматозоид и могучая яйцеклетка

Когда появляется индивидуум

Искусство симметрии

Математика жизни

Кухонная эмбриология

Первое окрашивание раннего эмбриона

Угри, лягушки и люди

Менторство мужчин

Истоки перемен

Глава 5

Героические мыши

Пирамидальные химеры

Лучше один раз увидеть

Каков же механизм?

Истории одной клетки

Как сделать близнецов

Репликация

Глава 6

Охота на эмбрион

Эмбрион во время имплантации

Самоорганизация человеческого эмбриона

Клетки, потентность и архитектура

Как долго должен развиваться человеческий эмбрион?

Глава 7

Человеческие эмбрионы in vitro

Регулирование ЭКО

Надо ли пересматривать четырнадцатидневный лимит?

Никаких скользких путей

Глава 8

Трисомия

Мозаики и химеры

Вечная проблема публикации

Как делается наука

Саймон

Глава 9

Эмбриоидные тела

Как сделать эмбрион

Наш сумасшедший проект

Пошаговая сборка эмбриона

Приключения в Австралии

Первые ETS-эмбрионы

Искусство XEN

На данный момент

Этические аспекты использования моделей эмбрионов из стволовых клеток

Глава 10

Креативная биология

Регенеративная медицина

Первые эмбриональные стволовые клетки

Управляемая дифференциация

Взгляд изнутри

Болезнь в пробирке

Восстанавливая поврежденное тело

Будущее репродукции: преимплантационное тестирование

«Дизайнерские дети»

Редактирование эмбриона

Замена митохондрий

Геномное редактирование CR1SPR

Вторая половина инноваций

Повышение эффективности ЭКО

Хромосомные аномалии

Диагностика беременности

Баланс репродуктологии

Глава 11

Гонка

Баланс и разнообразие

Дальнейшие действия

Благодарности

Ссылки

notes

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

Миллионам людей, которые не появились бы на свет без научного понимания танца жизни. Миллионам тех, кто только собирается его начать.

Нашим родителям — у нас ничего бы не вышло без вашей поддержки и ДНК. И нашим любимым. Как же вы нас терпели?

Введение

Концепция

Что в жизни может сравниться с интригующим процессом создания тела и разума, который происходит сам по себе? Зарождение и развитие новой жизни — одна из величайших биологических тайн, хотя каждый из нас является ее воплощением.

Начало истории всем известно: одна-единственная клетка (оплодотворенное яйцо) делится и превращается в сплоченное семейство внешне похожих клеток. Но если рассматривать процесс с точки зрения гена и клетки, можно увидеть множество путей развития тканей и органов, которые стремительно меняют форму и усложняются; пытаясь понять истоки человеческой жизни, парадоксально обнаруживаешь себя вглядывающимся в неизвестное будущее.

Если смотреть на историю сотворения с точки зрения человека, которому сложно даже спланировать встречу с друзьями на выходные, то способность клетки, не имеющей мозга, делиться и развиваться в самое сложное из известных нам живых существ кажется просто исключительной.

Развитие человеческого эмбриона выглядит еще более странным в сравнении с повседневностью, которая обычно состоит из неизменных, простых элементов, от кубиков Лето до микрочипов и прочих структурных единиц. Эти базовые элементы бывают разных типов: доски, штыри и двери, как правило, деревянные; гвозди, шарниры и гайки сделаны из металла и так далее. Однако наше тело — не просто комбинация фрагментов и деталей. Его базовые элементы обладают пластичностью. Они могут менять свои характеристики, дифференцируясь из родительских клеток (называемых стволовыми) в клетки костей, мышц, мозга и другие типы клеток.

Для построения человеческого тела нужно примерно 37,2 триллиона клеток — в триста раз больше, чем звезд в нашей галактике, и когда-то считалось, что существует примерно двести базовых типов, от нейронов до клеток кожи [1]. Все клетки имеют одинаковую дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК), но отличаются тем, какие ее участки (гены) экспрессируются, то есть какие синтезируются белки для построения и функционирования клетки. В зависимости от конкретной «мелодии», сыгранной на геноме, получаются разные наборы белков и разные типы клеток.

Из двадцати тысяч генов нейроны используют один «репертуар», клетки кишечника — другой и так далее. Благодаря новым технологиям, позволяющим прочитать генетический код клетки, мы узнали, что в человеческом организме на самом деле многие сотни разных типов клеток [2]. Поразительно, но это многообразие происходит всего из нескольких внешне идентичных клеток. Чтобы обнаружить всю примечательность нашего появления и необычайность процесса самоорганизации эмбриона, давайте представим дом, который строится точно так же, как наш организм строит самого себя.