С течением времени исследования процессов активации ядра распространились и на другие более высокоорганизованные объекты и приобрели характер качественного анализа. Например, на яйцах морской звезды было доказано, что образование оболочки оплодотворения и развитие личинки происходят в различной степени в соответствии с дозой и схемой приложения температурного воздействия. Исследователи заключили, что процесс активации яйца с помощью прогревания зависит от определенного критического изменения в яйце, начинающегося при температуре 29 °C. Данное изменение, ускоряющееся при более высокой температуре, может быть вызвано как разовым, так и множественным приложением температурной дозы.
Часть дозы может быть заменена воздействием других агентов, например слабых кислот. Процесс активации с помощью прогревания изучался в соответствии со степенью зрелости яйца, содержанием в нем кислорода и цианидов. Ученые заключили, что основой активирующего компонента является образование кислоты внутри яйца.
Рядом исследований было доказано, что неидентифицированная кислота образуется в яйце в процессе оплодотворения и при воздействии активаторов искусственного партеногенеза или при хранении в анаэробных условиях. Исследования в области искусственной активации морских беспозвоночных привели к установлению важной роли кальция в активационных процессах. В процессе активации кальций имеет значение как вне яйца, так и внутри него.
Позднее, опираясь на накопленные данные, Пастельс предположил теорию активации, основанную на центральной роли кальция. Согласно данной теории, активация заключается либо в увеличении проницаемости яйца для ионов кальция, либо в изменении равновесия свободного и связанного кальция внутри яйца. После этого Л. Гейльбруном была представлена теория реактивности клетки. Ученый предполагал, что реактивность клетки и активация яйца объясняются переходом кальция из кортекса, где он был связан с протеиновым гелем, внутрь клетки под воздействием различных активаторов, включая сперматозоид, в случае с яйцеклеткой. В результате перемещения кальция происходит уменьшение плотности кортикального слоя (разжижение) и желатинизация нужного слоя ооплазмы. Описанный процесс является важнейшей характеристикой активации….
Доктор Панайотис Завос сообщил о том, что готов вырастить ребенка из замороженного десятиклеточного клонированного эмбриона. Как сообщили источники СМИ, через несколько недель будет проведена имплантация эмбриона суррогатной матери. Для создания клона была использована ДНК 46-летней американки. Манипуляции будет позволено снимать британскому кинематографисту Питеру Уильямсу, который в 1978 г. зафиксировал весь процесс создания первого ребенка «из пробирки».
Было также показано, что лишенное кортекса яйцо не способно к оплодотворению. После этого на внутренней границе кортикального слоя были обнаружены расположенные в виде монослоя кортикальные гранулы. В процессе оплодотворения эти гранулы исчезают за 15–20 секунд. Этот процесс начинается в точке вхождения спермия в яйцо и распространяется под поверхностью яйца. Кортикальную реакцию вызывают следующие партеногенетические агенты: сапонин, толуол, ультрафиолет, укалывание, электрическое воздействие и т. д. Однако перечисленные агенты действуют лишь при условии, что яйцо не было обработано оксалатом и цитратом, связывающими кальций.
Со временем представление о процессе активации яйца усложнилось. В число исследовательских методов начали входить электронная микроскопия, молекулярная биология, оплодотворение и культивирование зародышей и другие.
Что касается генетического периода в изучении искусственного партеногенеза, его начало положил японский исследователь Ю. Сато. Он получил новое партеногенетическое развитие у тутового шелкопряда, неоплодотворенные яйца которого были обработаны соляной кислотой, кроме того, Сато впервые провел цитологический анализ партеногенеза данного типа, который впоследствии получил название мейотического. В исследованиях появляется и генетический анализ. Тутовый шелкопряд оказался очень удобным объектом для изучения.
Первым ученым, выявившим значение партеногенеза в процессе селекции, стал основоположник экспериментальной биологии в России Н. К. Кольцов. Ученый проанализировал возможные комбинации гаплоидных дериватов мейоза при партеногенезе и связал их с гетерозисом и инбридингом.
Фундаментом современных и будущих исследований в области любого партеногенетического исследования в животном мире является исследовательская работа Б. Л. Астаурова и его сотрудников (1932–1974 гг.). Основой исследований стал тщательно разработанный Астауровым метод термической активации неоплодотворенной грены. Данный метод положил начало управлению цитогенетическими процессами раннего развития организма.
Цитологический механизм по методу Астаурова отличается от механизма естественного партеногенеза, функционирующего и в мейотическом партеногенезе, открытом Сато. По этой причине вызывает большой интерес достигнутая возможность искусственного вызывания развития посредством прогревания яйца, предварительно извлеченного из брюшка бабочки. Такой вариант развития, видимо, не наблюдался в истории данного организма, поэтому большинство биологических следствий эксперимента невозможно было предвидеть заранее. Следует отметить, что данные результаты превзошли даже самые смелые ожидания исследователей.
Открытый механизм искусственного партеногенеза относится к амейотическому типу. Он сопровождается образованием исключительно женского потомства, в то время как в исследованиях Сато и в случае спонтанного партеногенеза потомство в большинстве случаев оказывается мужского пола.
Название «термопартеногенез» отражает основную особенность его цитологического механизма (подавление редукции хромосом в женском мейозе). Вследствие этого он перестает быть мейозом и посредством оставшегося эквационного деления преобразуется в митоз. По этой причине обнаруживается не 4 ядерных гаплоидных производных мейоза, а лишь 2 дочерних диплоидных ядра митотического деления. Одно из этих ядер является женским пронуклеусом, а другое — единственным направительным тельцем.
Следует отметить, что это тельце может не отходить в периферический слой ооплазмы, поскольку оно включается в начинающийся процесс ядерного деления, соответствующий дроблению, например яйца морского ежа.
К этому можно добавить установленное в 1911 г. отсутствие кроссинговера в женском мейозе тутового шелкопряда. Таким образом, можно сделать вывод, что дочерние ядра, образующиеся в результате оставшегося от мейоза эквационного деления, должны содержать материнский генотип. Партеногенетическое потомство одной самки должно быть клоном, иными словами, совокупностью генетически идентичных особей.
Позднее Астауровым было осуществлено искусственное клонирование животных, которое принято называть партеногенетическим клонированием. Первое, на что обращалось особое внимание, — изогенность полученных особей клона между собой. Совпадали пол, рисунок покрова, цвет гемолимфы, цвет кокона, грены и повторялись соответствующие признаки самки-оригинала.
Количество клонов увеличивалось в результате введения в работу различных рас, пород, линий шелковичного червя. Астауров разработал схему селекции, на основе которой с каждым геном получали клоны с более высоким процентом полного партеногенеза.