Эмбриологи и генетики занимались исследованиями взаимодействия между ядром и цитоплазмой клеток. ДНК не может проявить свои биохимические возможности, если она окажется изолированной от других химических веществ и структур хромосомы. Изолированная ДНК, как и изолированнная белковая молекула,—мертвые образования. Кроме ДНК в состав хромосом входят белки, РНК и другие вещества. Выяснено, что соотношение гистоновых и негистоновых белков неодинаково в клетках разных тканей и варьирует на разных стадиях дифференциации клеток одного и того же типа. В хроматине клеток бластулы морского ежа содержится по отношению к ДНК (принятого за единицу) 1,04 гистонов; 0,48 негистоновых белков; 0,039 РНК и других веществ. Соответственно цифры для плутеуса морского ежа: 0,86; 1,04; 0,078.
Многообещающие опыты были проведены Р. Бриггсом и Т. Кингом в 1955 г. Неоплодотворенное яйцо лягушки активируется к партеногенетическому развитию (уколом), затем микрохирургическим путем из клетки удаляется ядро. В микропипетку всасывают какую-либо клетку зародыша с интересующей экспериментатора стадии развития — со стадии бластулы или гаструлы. При всасывании клетка разрушается, но ядро с окружающей цитоплазмой остается. Посредством той же микропипетки ядро с остатками цитоплазмы инъецируется в энуклеированную яйцеклетку. Оказалось, что при пересадке в энуклеированное ийцо ядер клеток, взятых из анимального полушария бластулы, приблизительно в 30% случаев яйца дробятся нормально. В большинстве случаев (в пределах этих 30%) происходит нормальная гаструляция. Данные ряда последующих исследований этих и других авторов показали, что в некоторых сериях опытов до 80— 100% яиц-реципиентов достигали стадии бластулы. В общем тот же результат был обнаружен в опытах, в которых инъецировались адра, взятые из клеток анимальной половины и ранней гаструлы. Был сделан вывод: ядра клеток на стадии бластулы и ранней гаструлы еще не дифференцированы, «тотипотентны», каждое ядро может полноценно заменить ядро зиготы.
Аналогичные опыты нз других видах амфибий, в частности на жабах, также дают право говорить о «тотипотентности» ядер клеток стадии бластулы и ранней гаструлы. Этого и ожидали авторы, разделяя традиционное (хотя и необоснованное: см. гл. XI) убеждение, будто и сами клетки еще «не дифференцированы».
Если брать для инъекций энуклеированное яйцо ядра клеток с более поздних стадий гаструляции, то оказывается, что ядра, взятые из клеток будущей хорды и мезодермы, не обеспечивают полного развития: возникают уродливые нейрулы, а чаще развитие останавливается на стадии бластулы или нейрулы. В других опытах Кинг и Бриггс выяснили прогрессирующее ограничение потенций ядер, взятых из энтодермальных клеток, расположенных в области презумптивной средней кишки (из клеток дна первичной кишки). Результаты этих опытов были пестрыми; ядра некоторых клеток при пересадке их в энуклеированные яйца еще обеспечивали нормальное развитие, но часто развитие останавливалось на стадии бластулы или гаструлы. Только одна треть ядер энтодермальных клеток средней нейрулы" при трансплантации их в энуклеированное ядро обеспечивает развитие зародышей _до стадии бластулы и только в шести случаях из ста такие ~ бластулы продолжают нормальное развитие. То же относится и к ядрам клеток, закладок хорды и нервной пластинки на стадиях поздней гаструлы и нейрулы. Авторами был сделан вывод, что ядра одних клеток энтодермы еще остаются тотипотентными, но ядра большинства других клеток подвергаются на этой стадии дифференциации.
