Большинство более высокоорганизованных животных подобными способностями не обладает. Существует по меньшей мере две причины, по которым клетки тела - соматические клетки, сохраняющие в некоторых случаях способность к делению, не могут воссоздать целый организм. Первая заключается в том, что в природе организм берет начало из яйца - особенно большой, в сравнении с другими, клетки, богатой строительными материалами. Именно эти запасы необходимых веществ и обеспечивают успешное развитие зародыша. Вторая причина состоит в том, что соматические клетки высокоспециализированы - среди них, например, есть клетки кожи, нервные клетки, клетки поджелудочной железы, которые выполняют совершенно разные функции и различаются не только своим строением, но и тем набором белковых веществ, которые в них имеются. Все клетки одного организма, произошедшие в результате множества делений из исходного яйца, имеют один и тот же набор генов - генотип, однако в одних клетках функционируют одни гены, в других - другие. Имеются специальные механизмы, обеспечивающие включение и выключение генов при развитии зародыша и при дифференциации клеток, то есть при приобретении клетками особого строения и специальных функций. Некоторые из этих механизмов известны, другие пока еще не совсем понятны. У высших животных включение и выключение генов в разных клетках оказывается устойчивым, и клетки сохраняют заданную им программу даже при их изъятии из организма и переносе в условия искусственного культивирования.
Итак, для того чтобы получить из отдельной клетки целый животный организм, надо решить две задачи. Во- первых, снять все запреты на функционирование генов, то есть обеспечить, как говорят, дедифференцировку клеток, вернуть их в то состояние, в котором клетки были на ранних стадиях эмбрионального развития. Во-вторых, дать возможность генам строить новый организм, снабдив их с самого начала достаточным количеством питательных и строительных материалов.
Первые относительно успешные опыты в этом направлении были проведены на амфибиях еще в 50-е годы XX века. Американцы Р. Бриггс и Т. Кинг, а затем и другие исследователи микрохирургическим путем изолировали ядра из клеток ранних стадий развития зародышей лягушек (на этих стадиях еще не достигнуто жесткое программирование работы генов) и перенесли тонкой пипеткой эти ядра в яйцеклетку, из которой предварительно было удалено ее собственное ядро (в энуклеированные клетки) (см. рис. 1). Яйцеклетка начинала делиться, образовывались зародыши, часть которых развивалась до стадии головастиков, а единичные достигали стадии взрослой лягушки. Такие опыты по пересадке ядер показали, что их результат оказывается тем успешнее, чем моложе клетки, из которых брались ядра для пересадки. Более 20 лет не удавалось получить развития зародыша при использовании ядер из клеток взрослых лягушек; наконец в 1975 году удалось получить головастиков, происходивших от соматических клеток взрослого животного.
