СОМАТИЧЕСКИХ КЛЕТОК ГЕНЕТИКА

СОМАТИЧЕСКИХ КЛЕТОК ГЕНЕТИКА, раздел генетики, использующий в качестве объекта исследования культивируемые соматич. клетки (CK) млекопитающих (включая человека), земноводных, рыб и насекомых, а также высших растений. Как самостоятельное направление С. к. г. сформировалась в сер. 60-х гг. 20 в. Большую роль в её развитии сыграло освоение ряда методов, применяемых в генетике микроорганизмов: получение потомства от одной клетки в условиях культуры, отбор клеток определённой наследственной структуры с помощью селективных питательных сред, гибридизация клеток с последующим анализом гибридов и др. Быстрое размножение CK в культуре (время удвоения числа культивируемых клеток млекопитающих может составлять всего 12-14 ч) и возможность регистрировать редкие (с частотой до 10^-7-10^-8) генетич. события (мутации, появление гибридов) определяют высокую разрешающую способность генетич. экспериментов с использованием CK (какой невозможно достигнуть, проводя исследования на уровне целых организмов). Наиболее интенсивно в С. к. г. изучаются закономерности мутационного процесса, картирование генов в хромосомах и в первую очередь картирование хромосом у человека, закономерности действия генов и регуляции их активности.

Естеств. и искусств, мутагенез на культурах CK стали изучать в нач. 60-х гг., а в 1968 была показана возможность получения в клетках индуцированных мутаций под влиянием различных внешних факторов. Это позволило подойти к выяснению молекулярных основ мутагенеза, а также исследовать связь между мутагенностью и канцерогенностью различных веществ и вирусов и оценивать степень опасности химических и физич. агентов для наследственности человека. Достижения генетики CK млекопитающих определились и возможностью получать гибридные CK, образующиеся при слиянии двух или более разнородных клеток. В такой гибридной клетке могут быть соединены геномы видов, далёких в систематич. отношении (напр., человека и различных видов грызунов, мыши и курицы и даже человека и комара). Для получения гибридных клеток разработаны спец. методики (обработка клеток инактивированным вирусом Сендай, увеличивающая вероятность их слияния; использование селективных сред, на к-рых погибают родительские клетки, а выживают и образуют колонии только гибридные, и др.). С помощью двух видов соматич. гибридов, полученных от клеток человека и мыши и человека и китайского хомячка, проводится локализация генов человека по хромосомам. Механизм, лежащий в основе картирования, сводится к тому, что у гибридных клеток в процессе их размножения теряются хромосомы человека. Эта утеря осуществляется случайно, а поэтому в каждом из гибридных клонов остаются разные хромосомы человека. Сопоставление в гибридах особенностей клеток человека с сохранившимися от него хромосомами позволяет заключить, в какой из хромосом находится ген, определяющий тот или иной признак. Используя этот метод, в 60-70-е гг. 20 в. удалось провести локализацию такого количества генов, к-рое оказалось достаточным, чтобы маркировать почти все хромосомы человека. Гибридизация клеток млекопитающих используется и для изучения действия генов. Показано, в частности, наличие в геноме млекопитающих регуляторных генов, функция к-рых сводится к контролю действия структурных генов (см. Оперон). T. о., изучение генетики CK

Хромосомные комплексы китайского хомячка (Л), мыши (S) и их соматического гибрида (В). Справа - вид хромосом под микроскопом; слева - хромосомы из той же клетки, расположенные согласно их величине и форме.

Метод изоляции соматических гибридов с помощью селективной среды, на которой могут культивироваться только клетки, способные вырабатывать ферменты тимидинкиназу (TK) и гипоксантин -гуанин- фосфорибозилтрансферазу (ГГФРТ). Если в результате мутации у клеток одного из родителей не вырабатывается один фермент, а у клеток другого - другой, то оба вида родительских клеток погибнут, а сохраняться и размножаться будут лишь гибридные клетки, у которых выраба тываются оба фермента.

млекопитающих оказалось плодотворным направлением как при разработке теоретич. вопросов, так и для решения мн. практич. задач (диагностика наследственных заболеваний, оценка генетич. опасности определённых факторов внеш. среды, выяснение причин злокачественного перерождения клеток).

Для генетич. исследований клетки растений - весьма удобный объект, т. к. позволяют вести работу с огромным количеством клеток, полученных от одного растения и в силу этого обладающих одним и тем же генотипом. Разработка метода получения изолированных протопластов, т. е. освобождение растит, клетки от плотных оболочек, создала условия для проведения гибридизации CK, генетич. трансформации и исследования др. генетич. процессов; с ними начаты работы по селекции растений. В ряде случаев используется их способность к регенерации: из одной клетки выращивают целые растения. T. о., генетика CK растений наряду с генетикой CK млекопитающих - перспективная область совр. генетики, важная как в теоретич., так и в практич. отношении.

Лит.: Э фр у с с и Б., В е и с M., Гибридные соматические клетки, в кн.: Молекулы и клетки, пер. с англ., в. 5, M., 1970; Шапиро H. И., Новое направление генетики, "Природа", 1973, № 12; его же, Актуальные проблемы генетики соматических клеток, "Генетика", 1975, № 6; E p h г u ss i В., Hybridization of somatic cells, Princeton, 1972; Tissue culture methods and applications, ed. P.P. Kruse and M. K. Patterson, 1973. H. И. Шапиро.