NASA

pano

rama

padku gwiazdy EX0 0748-676 kluczowà ro-
l´ odgrywajà jej rozmiary i pr´dkoÊç rota-
cji. Znajàc pr´dkoÊç rotacji, dobrano pro-
mieƒ gwiazdy w taki sposób, by obliczone
kszta∏ty linii widmowych zgadza∏y si´ z ob-
serwowanymi. Okaza∏o si´, ˝e jest on nie
mniejszy ni˝ 9.5 km i nie wi´kszy ni˝ 15 km,
przy czym jego najbardziej prawdopodobna
wartoÊç wynosi 11.5 km.

Zwa˝enie gwiazdy by∏o mo˝liwe dzi´ki za-

obserwowaniu grawitacyjnego poczerwie-
nienia linii widmowych. Efekt ten, przewi-
dziany przez ogólnà teori´ wzgl´dnoÊci, jest
zwiàzany z utratà energii fotonów wydosta-
jàcych si´ z silnego pola grawitacyjnego: li-
ni´, która pojawia si´ w widmie laboratoryj-
nym przy cz´stoÊci

ν

0

, znajdujemy w widmie

gwiazdy neutronowej przy cz´stoÊci

ν

1

<

ν

0

(zgodnie z zasadami mechaniki kwantowej
mniejsza cz´stoÊç odpowiada zmniejszonej
energii fotonów). Zmierzywszy ró˝nic´ mi´-
dzy

ν

1

i

ν

0

, mo˝na obliczyç wartoÊç stosun-

ku masy gwiazdy do jej promienia
(M/R). Poniewa˝ promieƒ gwiazdy
ju˝ znamy, mo˝na te˝ obliczyç jej
mas´. Jest ona nie mniejsza ni˝
1.5 M i nie wi´ksza ni˝ 2.3 M , a jej
najbardziej prawdopodobna wartoÊç
wynosi 1.8 M (M oznacza mas´
S∏oƒca).

Opracowanie obserwacji uk∏adu

EX0 0748-676 i obliczenie masy oraz
promienia znajdujàcej si´ w nim
gwiazdy neutronowej jest zas∏ugà
Adama Villarreala z University of
Arizona i Toda Strohmayera z Labo-
ratory for High Energy Physics w
NASA Goddard Space Flight Cen-
ter. Otrzymane przez nich wyniki ka-
˝à odrzuciç wszelkie „egzotyczne”

warianty teorii szczegó∏owych: okazuje si´,
˝e badany obiekt jest niemal w ca∏oÊci zbu-
dowany ze zwyk∏ych neutronów.

Kilka dni po ukazaniu si´ komunikatu o

sukcesie Villarreala i Strohmayera w Cen-
trum Astronomicznym im. Miko∏aja Koper-
nika PAN w Warszawie odby∏a si´ obrona
pracy doktorskiej Agnieszki Majczyny. Przed-
miotem pracy by∏o wyznaczenie masy i pro-
mienia gwiazdy neutronowej w uk∏adzie po-
dwójnym MXB 1728-34. Majczyna i jej
promotor, astrofizyk Jerzy Madej, pos∏u˝yli
si´ zupe∏nie innà metodà, opartà na matema-
tycznym modelowaniu widma gwiazdy i po-
równywaniu go z widmem obserwowanym.
„Polska” gwiazda ma mas´ 0.63 ± 0.1 M i
promieƒ 6.12 ± 0.55 km. JeÊli te wyniki zo-
stanà potwierdzone przez inne grupy badaw-
cze, b´dzie o nich g∏oÊno, poniewa˝ obiekt o
tak niewielkich rozmiarach jest najprawdo-
podobniej zbudowany nie z neutronów, lecz
ze swobodnych kwarków.

n

Gwiazda o masie wi´kszej
ni˝ 10 M wytwarza u kresu
swej ewolucji ˝elazny rdzeƒ
wielkoÊci Ziemi, w którym
nie mogà ju˝ zachodziç reakcje
syntezy jàdrowej. Typowa odleg∏oÊç
mi´dzy znajdujàcymi si´ w nim
czàstkami wynosi 10–12 m.
Zgodnie z zasadà nieoznaczonoÊci
elektron zlokalizowany z takà
dok∏adnoÊcià musi poruszaç si´
z pr´dkoÊcià bliskà pr´dkoÊci
Êwiat∏a. CiÊnienie rozp´dzonych
elektronów „podtrzymuje” rdzeƒ,
nie pozwalajàc mu si´ zapaÊç
pod wp∏ywem grawitacji. Energia
najszybszych elektronów jest
jednak wi´ksza od ró˝nicy masy
neutronu i protonu pomno˝onej
przez c

2

. Oznacza to, ˝e mogà

zachodziç reakcje, w których
protony i elektrony ∏àczà si´
w neutrony. Gdy elektrony
zaczynajà „znikaç”, ciÊnienie
gwa∏townie maleje. W niespe∏na
sekund´ rdzeƒ si´ zapada
i zamienia w gwiazd´ neutronowà.
Cz´Êç wyzwolonej przy tym
potencjalnej energii grawitacyjnej
zostaje przekazana materii
otaczajàcej rdzeƒ, która
z pr´dkoÊcià kilkunastu tysi´cy
kilometrów na sekund´ rozbiega si´
w przestrzeni mi´dzygwiazdowej.
Ca∏e zjawisko, widoczne z daleka
jako gwa∏towny rozb∏ysk gwiazdy,
nosi nazw´ supernowej typu II.

NEUTRONY

I SUPERNOWE

BIOTECHNOL

OGIA

K∏opotliwy transfer

NIE WSZYSTKIE ORGANIZMY DAJÑ SI¢ ¸ATWO KLONOWAå. CATHRYN M. DELUDE

Z

myszami i Êwiniami idzie ∏atwo, ze
szczurami ju˝ trudniej. Z ludêmi jesz-
cze trudniej, chocia˝ nie a˝ tak jak z

ma∏pami. Nikt nie wie, dlaczego niektóre
gatunki trudniej sklonowaç ni˝ inne. Bada-
nia prowadzone na myszach powinny jednak
pomóc naukowcom odnieÊç sukces w otrzy-

maniu ludzkich zarodkowych komórek ma-
cierzystych, które b´dà stosowane w leczeniu
chorób i przeszczepianiu narzàdów.

W klonowaniu terapeutycznym (inaczej

zwanym transferem jàder) najwi´ksze suk-
cesy osiàgnà∏ Woo Suk Hwang z Uniwer-
sytetu w Seulu. W lutym jego zespó∏ opisa∏

LISTOPAD 2004 ÂWIAT NAUKI

11

TERMOJÑDROWY WYBUCH

na powierzchni gwiazdy

neutronowej obserwujemy z Ziemi jako rozb∏ysk
rentgenowski.

12

ÂWIAT NAUKI LISTOPAD 2004

pano

rama

MA

URO FERMARIELL

O/SCIENCE PHOTO LIBRARY

eksperyment, w którym do 242 komórek ja-
jowych (uprzednio pozbawionych jàder)
wprowadzono jàdra pobrane z ró˝nych ko-
mórek ludzkiego cia∏a. W efekcie rozwin´-
∏o si´ 30 blastocyst (wczesny etap rozwoju
zarodkowego), a z nich tylko jedna da∏a
poczàtek odtwarzajàcej si´ linii komórek
macierzystych.

Dokonanie Hwanga ukazuje ogrom tech-

nicznych trudnoÊci, jakie sprawia praca nad
ludzkimi komórkami. Ludzkie jajo jest wy-
bredne: wi´ksze, delikatniejsze i bardziej lep-
kie ni˝ mysie. „To jak balon obok pi∏ki teniso-
wej” – mówi Hwang, który zamiast wysysaç
jàdro komórki jajowej cienkà pipetkà (co jest
zwykle stosowanà procedurà), delikatnie wy-
cisnà∏ je przez maleƒkie naci´cie. Hwang
stwierdzi∏, ˝e przeprogramowanie DNA we-
wnàtrz ludzkiego jaja trwa dwa razy d∏u˝ej
ni˝ w mysim, a zarodkowe komórki macie-
rzyste dzielà si´ dwa razy wolniej. Naukow-
cy muszà te˝ oddzieliç wewn´trznà mas´ za-
rodkowych komórek macierzystych od
zewn´trznej warstwy komórek blastocysty
(które póêniej biorà udzia∏ w powstawaniu
∏o˝yska). W przeciwnym razie komórki prze-
stanà si´ dzieliç – wyjaÊnia Kevin Eggan z
Society of Fellows w Harvard University.

Problemem jest te˝ brak doÊwiadczenia.

„ZaczynaliÊmy od podstaw i mozolnie poko-
nywaliÊmy kolejne stopnie” – wspomina
Hwang. Aby uzyskaç lepszà selekcj´, wyko-
rzysta∏ zmodyfikowanà po˝ywk´ przezna-
czonà do hodowli bydl´cych zarodkowych
komórek macierzystych. Ograniczony do-
st´p do ludzkich zarodkowych komórek ma-
cierzystych oraz wàtpliwoÊci prawne i etycz-
ne równie˝ spowalniajà post´p – t∏umaczy

Douglas Melton z Harvard Medical School,
który udost´pni∏ 17 nowych linii zarodko-
wych komórek macierzystych uzyskanych
z darowanych embrionów. Ró˝nice mogà
wynikaç równie˝ z tego, ˝e „w przypadku
ludzi pracowaliÊmy jedynie na zarodkach
zamro˝onych, w przypadku myszy – na Êwie-
˝ych” – mówi Melton.

Inne problemy wià˝à si´ z wyborem opty-

malnych komórek do pobrania jàder. Ko-
mórka taka powinna spe∏niaç dwa warun-
ki: byç ∏atwo dost´pna i wydajna. Hwang
u˝y∏ jajnikowych komórek ziarnistych, trud-
nych do uzyskania od kobiet i niewyst´pu-
jàcych u m´˝czyzn.

Naukowcy sugerujà, ˝e komórki mniej doj-

rza∏e i niezró˝nicowane sà wydajniejsze.
Najbardziej wydajne i najtrudniejsze do uzy-
skania sà zarodkowe komórki macierzyste
– wyjaÊnia Rudolph Jaenish, czo∏owy eks-
pert w klonowaniu myszy w Whitehead
Institute for Biomedical Research w Cam-
bridge w Massachusetts. Nast´pne w kolej-
noÊci sà stosunkowo niedojrza∏e, ale trudno
dost´pne somatyczne komórki macierzyste,
a dalej – ∏atwiej dost´pne, ale dojrza∏e, zró˝-
nicowane komórki tworzàce tkanki. Do naj-
mniej dogodnych i wydajnych nale˝à komór-
ki wysoko wyspecjalizowane: limfocyty B i
T (komórki uk∏adu odpornoÊciowego) oraz
niedzielàce si´ neurony w´chowe, do nie-
dawna uwa˝ane za w∏aÊciwie nieprzydatne
do klonowania. Jednak w lutym Jaenish,
Eggan i Richard Axel z Columbia Universi-
ty dokonali wyczynu obwo∏anego technicz-
nym tour de force: sklonowali myszy z w´-
chowych komórek nerwowych.

Teraz naukowcy chcà znaleêç komórki

bardziej wydajne ni˝ neurony i praktyczniej-
sze ni˝ zarodkowe komórki macierzyste. We-
d∏ug Eggana eksperymenty na myszach
pokazujà, ˝e transfer jàdra udaje si´ najle-
piej, gdy jajo jest dojrza∏e do zap∏odnienia i
gotowe do podzia∏u. Przy czym podzia∏ za-
chodzi ∏atwiej, jeÊli przeniesione jàdro po-
chodzi z cz´sto dzielàcej si´ komórki, takiej
jak komórka uk∏adu odpornoÊciowego. Z ko-
lei zarodkowe komórki macierzyste ∏atwiej
si´ rozwijajà w odnawialnà lini´ komórkowà,
jeÊli komórka, z której pochodzi przenoszo-
ne jàdro, ju˝ si´ nie dzieli. Sztuka polega na
tym, aby znaleêç komórki, które b´dà wy-
wo∏ywa∏y podzia∏ jaja, a jednoczeÊnie po-
zwolà na uzyskanie dzielàcych si´ komórek
macierzystych.

Zdaniem Meltona techniczne trudnoÊci

Êwiadczà o tym, ˝e transfer jàder jest do-
piero raczkujàcà technikà. „Za kilka lat
to wszystko b´dzie si´ wydawaç ∏atwiznà –
przewiduje.

n

KLONOWANIE NACZELNYCH

jest trudniejsze ni˝ innych

organizmów. Zdj´cie pokazuje

prac´ nad klonowaniem

krowich zarodków.

Idea klonowania jest prosta:

nale˝y przenieÊç jàdro z dojrza∏ej

komórki do jaja, z którego

wczeÊniej usuni´to jego w∏asne

jàdro. Potem wystarczy zebraç

komórki macierzyste powsta∏e

w wyniku podzia∏ów komórki

jajowej. Jednak pomimo

sukcesów w klonowaniu

ró˝nych ssaków transfer jàder

(jak naukowcy wolà nazywaç

klonowanie terapeutyczne)

u ludzi nastr´cza problemów

i charakteryzuje si´ niskà

wydajnoÊcià. Pod znakiem

zapytania stoi równie˝ jakoÊç

zebranych komórek

macierzystych. Wyzwaniem

dla badaczy jest sk∏onienie

zarodkowych komórek

macierzystych do wykszta∏cenia

po˝àdanej tkanki i zmuszenie jej

do dzia∏ania wewnàtrz cia∏a

[patrz: Robert Lanza i Nadia

Rosenthal „Komórki macierzyste

– nadzieje i prognozy”;

Âwiat Nauki, lipiec 2004].

D¸UGA DROGA

DO PRZEBYCIA