Исследования в области iPS клеток финансирует и Министерство обороны США. Военные всегда нуждаются в больших запасах крови, чтобы в любой боевой ситуации иметь возможность лечить раненный личный состав. Красные кровяные тельца не похожи на большинство клеток нашего организма. В них нет ядер, а это значит, что они не могут делиться и тем самым образовывать новые клетки. Благодаря этой особенности красные кровяные тельца представляют собой наиболее подходящий с точки зрения безопасности материал, с которого можно было бы начать клинические испытания iPS клеток, так как они остаются в организме лишь несколько недель. Кроме того, мы не отторгаем эти клетки так же, как могли бы поступить, например, с донорской почкой, по той причине, что наша иммунная система распознает эти клетки несколько иначе. Разные люди могут иметь совместимые красные кровяные тельца — это знаменитая система групп крови АВО плюс некоторые дополнительные факторы. Было подсчитано, что с помощью всего лишь сорока доноров с каждой группой крови можно было бы создать банк клеток iPS, который бы полностью удовлетворил все наши потребности[16]. Поскольку iPS клетки способны продолжать делиться, производя все больше и больше iPS клеток, если выращивать их в правильных условиях, мы могли бы стать обладателями поистине неисчерпаемого банка клеток. Существуют проверенные и надежные способы извлечения незрелых стволовых клеток крови и методик их выращивания, воздействуя на клетки различными стимуляторами таким образом, чтобы они дифференцировались и превращались (в конечном итоге) в красные кровяные тельца. В результате, стало бы возможным создать огромный банк красных кровяных телец различных групп, чтобы всегда располагать достаточными запасами крови соответствующей группы, необходимой для переливания пациентам, поступившим с поля боя или выжившим в автомобильной аварии.
Получение iPS клеток стало одним из тех редких событий в биологии, которые не просто расширяют границы известного, но и открывают совершенно новые, немыслимые прежде возможности. По мнению многих, Шинья Яманака является главным претендентом на то, чтобы в самом ближайшем будущем разделить Нобелевскую премию с Джоном Гердоном, поскольку трудно переоценить практическую ценность проделанной ими работы. Но хотя их достижения по праву считаются исключительными, сама природа делает то же самое намного эффективнее и быстрее.
Когда сперматозоид и яйцеклетка сливаются, два ядра перепрограммируются цитоплазмой яйцеклетки. Ядро сперматозоида, в частности, очень быстро утрачивает большую часть своей молекулярной памяти о том, чем оно было прежде, и становится едва ли не чистым холстом. Именно этот феномен перепрограммирования использовали и Джон Гердон, и Иэн Вилмут с Китом Кэмпбеллом, когда помещали взрослые ядра в цитоплазму яйцеклеток и создавали новые клоны.
При слиянии яйцеклетки и сперматозоида начинается стремительный процесс перепрограммирования, на который затрачивается всего лишь 36 часов. Когда Шинья Яманака впервые получил iPS клетки в ничтожных количествах, то — в самых удачных его экспериментах — лишь крохотная доля созданных клеток, значительно менее одного процента, оказалась перепрограммирована. Для того чтобы вырастить первые перепрограммированные iPS клетки, потребовалось несколько недель. С тех пор удалось достичь существенного прогресса в повышении количества создаваемых клеток и скорости перепрограммирования взрослых клеток в iPS клетки, но при этом мы ни на шаг не приблизились к показателям, демонстрируемым при естественном оплодотворении. Почему?
Ответом на этот вопрос является эпигенетика. Дифференцированные клетки особым образом эпигенетически модифицируются, и происходит это на молекулярном уровне. Вот почему фибробласты кожи в обычных условиях всегда останутся кожными фибробластами и никогда не превратятся, например, в кардиомиоциты. Когда дифференцированные клетки перепрограммируются, чтобы стать плюрипотентными клетками — с помощью переноса ядра соматической клетки или четырех факторов Яманаки,—то специфическая для данной дифференциации эпигенетическая отличительная черта должна быть удалена, чтобы ядро стало более похожим на ядро только что оплодотворенной зиготы.