Нейральный индуктор как молекула, способная к диффузии

Перейдем теперь к стадии, на которой хордомезодерма индуцирует образование нервной трубки (т.е. к тому, что Шпеман называл первичной индукцией). Хотя Шпеман считал поиски молекулы-организатора, мягко говоря, глупостью, его ученики упорно стремились вперед. Они пришли к выводу, что идентификация активного индуктора является нелегкой задачей. Проблема заключалась в отсутствии специфичности: оказалось, что огромное число самых разных веществ могут индуцировать нервную пластинку. Среди веществ были терпентин, формальдегид и краситель метиленовый синий, а также фиксированный материал спинной губы и широкой ассортимент тканей взрослых организмов, относящихся к разным типам животных. Основываясь на таком эклектическом характере индукции, Гольтфретер (Holtfreter, 1948) предположил, что реальный индуктор может содержаться в самой эктодерме и высвобождаться из нее с помощью слабого цитолиза. Достаточным было любое воздействие, вызывающее такое сублетальное повреждение, например помещение эктодермы в слабощелочную или гипертоническую среду. Впоследствии эта гипотеза была изменена некоторыми авторами (Barth, Barth, 1969), предположившими, что различные вещества действуют, высвобождая из клеток эктодермы ионы натрия, находящиеся в них в связанном состоянии. Молекула индуктора не выделена до сих пор. хотя получены данные, свидетельствующие о том, что нейрализующий фактор в маскированной форме содержится в рибонуклеопротеидных частицах эктодермальных клеток (John et al., 1984).

Какое бы вещество ни было ответственным за индукцию, для нее не требуется физический контакт между эктодермой и хордомезодермой. Ниу и Твитти (Niu, Twitty, 1953) было показано, что фактор, вызывающий индукцию, способен к диффузии. Эти авторы культивировали губу бластопора или хордомезодерму в течение недели in vitro. Когда они удалили индуктор и поместили в такую кондиционированную среду эктодерму зародыша, она дифференцировалась в нейральные, пигментные и мезодермальные клетки. Преобладание того или иного типа клеток зависело от возраста индуктора. Хордомезодерма более ранних зародышей-доноров вызывала в большинстве случаев дифференцировку нейральных и пигментных клеток. В культуральной среде, не кондиционированной тканями индуктора, не наблюдалось ни нейральной, ни мезодермальной дифференцировки эктодермальных клеток. Следовательно, для осуществления индукции не нужен физический контакт между индуктором и реагирующей тканью. Сходные данные получил Тойвонен (Toivonen, 1979), поместив спинную губу бластопора и эктодермальную ткань на противоположные стороны мембранного фильтра с диаметром пор 0.5 мкм. И хотя в порах мембраны не было обнаружено отростков клеток, индукция имела место. Таким образом, подтвердились данные о том, что индукция может происходить без контакта между клетками.

Все еще ведутся споры относительно компонентов и механизма первичной эмбриональной индукции, одной из старейших проблем биологии развития. В одном обзоре, написанном в 1985 г. (Smith et al., 1985), авторы признаются: «Нельзя не согласиться с тем. что мы в самом деле ничего не знаем о биохимических основах индукционных взаимодействий». Обсуждая эту проблему в 1927 г., Шпеман заметил: «То, что достигнуто, - это лишь первый шаг. Мы стоим перед загадками, но не без надежды решить их. А загадки с надеждой на их решение - чего еще больше может желать ученый?» Брошенный Шпеманом вызов все еще остается в силе.