Як виглядає химера у реальному житті. Вона власний близнюк: що таке химеризм? Хімери: хто вони

Химера – істота з тілом, що з частин від різних тварин. Генетичний химеризм – прояв у організмів ознак, що належать іншим особам. Це відбувається, коли два запліднені ембріони або яйцеклітини зливаються на ранній стадії вагітності. Ембріон, що вийшов, є сумішшю обох вмістів клітин. Людина химера – це власний близнюк.

Генетичний химеризм у людини: види

тетрагаметичний химеризм– об'єднання двох яйцеклітин, запліднених різними сперматозоїдами, або двох ембріонів, що знаходяться на ранніх стадіях розвитку, після чого клітини та органи організму міститимуть різний хромосомний набір. Прикладом такого поглинання близнюка є дитина – химера з Техасу, США, при народженні якого виявилося, що його половина – чорний хлопчик, іншу – біла дівчинка.
мікрохімеризм- Проникнення клітин немовляти в материнську кровоносну систему і згодом прижевление клітин до тканин (Фетальний мікрохімеризм). При такому химеризмі клітини плода можуть на кілька років підвищити спонукання матері від артриту, серцевої недостатності, раку. Материнський мікрохимеризм – проникнення клітин матері через плаценту в плід, формуючи у своїй імунний бар'єр. Але дитина також може і придбати материнські захворювання, аутоімунні хвороби – ювенільний дерматоміозит та неонатальний вовчак, якщо мати заражена системним червоним вовчаком, раком.
близнюковий химеризм- Зрощення кровоносних судин у гетерозиготних близнюків. Діти у своїй передають одна одній клітини з різними наборами генів. Такий химеризм ще називають кров'яним – близнюки мають толерантність за групою крові – їм можна перелити не тільки їхню власну кров, а й кров партнера по утробі, оскільки під час перебування у стадії розвитку через їх кровоносну систему проходила кров матері та близнюка, пригнічуючи реакцію. відторгнення на чужу групу крові.

Лідія Фейрчалд, аналіз ДНК підтвердив, що вона не мати своїх дітей

Зазвичай химеризм діагностують під час аналізу ДНК (Тест на визначення родинних зв'язків). Тому що клітинний химеризм – змішання двох генотипів, які часто зовні не виражені.
Офіційних випадків людського химеризму зафіксовано не так вже й багато – близько 40. Найзнаменитіші химери – це Лідія Фейрчалд, яка виявилася за аналізом ДНК не матір'ю своїм дітям, а дальньою родичкою, Чикатило, у якого аналіз даних групи крові та сперми не збігалися. Хімеризм іноді виявляється при спробі ЕКЗ – ектракорпорального запліднення. Так, у Німеччині лікарі виявили у пацієнтки один відсоток XY – хромосом, що дісталися від померлого при народженні брата-близнюка.

04.04.2015 13.10.2015

Природа періодично любить підкидати такі неймовірні загадки для роздумів, що неможливо не вразитись її любові до приголомшливих сюрпризів. Щоразу вчені, зробивши нове відкриття у науці, впевнені, що практично вхопили «Бога за бороду», проте через певний відрізок часу завдяки новим казусам розуміють, що до справжніх відкриттів ще дуже далеко.

Хімера, примара, жахливе перетворення…. Це не фільм жахів – це дійсність. Насправді існує такий феномен, що зветься «Хімеризм». Іноді його називають «суперфекундацією». Що це таке?

Як написано у всіх підручниках з біології, яйцеклітина може запліднитися лише одним сперматозоїдом із мільйонів. Надалі відбувається процес розподілу, і починається розвиток зародка. Плід росте в материнському організмі до тих пір, поки не набуде здатності самостійно виживати при народженні. Відбуваються пологи і вуаля! - На світ з'являється нове життя.

Проте природа, певне, вважала такий розвиток подій нудним, і вигадала альтернативні методи розвитку плода. Іноді під час овуляції запліднюється кілька яйцеклітин. Зазвичай, якщо таке відбувається – на світ Божий з'являються близнюки різнояйцеві.

Хімеризм та його види

У поодиноких випадках з невстановлених причин одна яйцеклітина поглинає іншу, що призводить до народження химери. На вигляд її неможливо відрізнити від нормальної тварини/людини, але при дослідженні ДНК виявляється, що різні органи виділяють 2 генетичні набори клітин. Такий химеризм ще називається тетрагаметичним. Він часто виникає при ЕКЗ, оскільки з метою економії лікарі присаджують матері до матки кілька запліднених яйцеклітин. У результаті більшості ситуацій народжуються близнюки, в окремих випадках – химери.

Хімерою можна стати не лише шляхом злиття двох яйцеклітин. Існує назва "Мікрохімеризм", що позначає передачу клітин від плода до матері і навпаки. У таких випадках матеріал ембріона може допомогти матері впоратися з тяжкими захворюваннями, якщо вони є на момент вагітності, оскільки здатні омолоджувати організм. Про таке багато жінок можуть лише мріяти.Однак якщо генетичний набір передається плоду від матері, то це може обернутися загрозою для здоров'я. Справа в тому, що в такій ситуації дитина може скопіювати хвороби своєї матері, в тому числі рак.

Також існує посттрансплантаційний химеризм, коли пересадка якогось органу в організм виробляє власні клітини (донорські). Зазвичай такі операції не викликають складнощів. Іноді виникають ситуації, коли вони навіть змінюють структуру крові реципієнта. Тобто після пересадки, наприклад нирки, у людини може змінитися власна група крові на донорську.

Набагато складніше справа з пересадкою кісткового мозку. Найчастіше до неї вдаються при лейкемії. Донором у таких випадках зможе стати лише брат чи сестра пацієнта. Зрідка при належному збігу донорами стають сторонні люди, але таких випадків можна перерахувати на пальцях. Лікарі пересаджують кістковий мозок донора, який має вигляд червоної рідини, пацієнту, змушуючи його продукувати вироблення здорової крові. Надалі залишається тільки чекати – якщо трансплантат приживеться – отже, все добре, якщо ні – починається зворотна реакція, що називається «трансплантат проти господаря», що зазвичай призводить до мук і смерті реципієнта.У разі, коли кістковий мозок приживається – людина стає химерою, оскільки донорський матеріал може продукувати лише власні клітини, мають свій генетичний набір.

Випадки химеризму

Відомі випадки, коли після проведеного тесту на ДНК раптом виявлялося, що мати зовсім не мати своїх дітей, проте батьківство було визнано на 100%. В результаті докладнішого дослідження виявлялося, що мати була носієм відразу двох генетичних наборів. Тобто це по суті 2 організми в одному.

Хто не пам'ятає серію звірячих вбивств із зґвалтуваннями, що прокотилися СРСР наприкінці 20 століття? Маньяка, який убив 53 жертви (за офіційною версією), довгий час не могли спіймати, хоча вживалися найекстреніші та найдієвіші заходи для цього. Його прізвище – Чикатило. Деякі дослідники припускають, що він мав химеризм, оскільки аналіз сперми і крові показав різні результати, властиві двом різним людям.

Останні дослідження актиній – колоніальних тварин, що живуть на морському дні, показали, що більшість цих створінь є генетичними химерами. Однак найцікавіше полягає в тому, що химери більш пристосовані до виживання. Вони виростають більшими, хижими та пристосованими до зовнішнього середовища.

У сучасних умовах тотального забруднення навколишнього середовища відзначаються певні процеси мутації, які можуть призвести до непередбачуваних наслідків. Чи не є химеризм одним із них – дієвою захисною реакцією, продиктованою інстинктом виживання в екстремальних умовах? Відповіді на це питання поки що немає.

В Іліаді Гомера описана істота химера, що має частини тіла від різних тварин. Від цього міфологічного монстра походить назва генетичного еквівалента -химеризм. Генетичний химеризм у людей та тварин трапляється, коли дві запліднені яйцеклітини або ембріони зливаються на ранній стадії вагітності. Коли вони зливаються, кожна популяція клітин зберігає свій генетичний характер і ембріон, що виходить, стає сумішшю того і іншого.

Хімер від природи. Людина з двома ДНК

Жительку США Лідію Фейрчайлд очікував неприємний сюрприз у процесі розлучення, коли потрібно було здати аналіз ДНК. Згідно з результатами тесту, вона не була матір'ю власних двох дітей (а заразом і третього, яким вона в цей час була вагітна). Спочатку виникло припущення, що причина - пересадка тканин або переливання крові, проте ні жінка, ні діти не піддавалися операціям. У ході з'ясування обставин адвокат місіс Фейрчайлд знайшов статтю з «Медичного журналу Нової Англії», де було зафіксовано таку історію:

52-річній бостонській вчительці Карен Кіган була потрібна трансплантація нирки. Троє її синів погодилися бути донорами, проте за генетичного аналізу виявилося, що двоє з них не родичі власної матері! Дослідження встановили масу цікавих фактів: зокрема, з'ясувалося, що у Карен була сестра-близнючка, яка на ранній фазі ембріонального розвитку злилася з зародком, що вижив. Бостонська вчителька виявилася химерою - істотою, в організмі якої присутні, не заважаючи одна одній, тканини з різними наборами генів.

У прецеденті з місіс Фейрчайлд все виявилося ще складніше - ДНК дітей Лідії доводило лише спорідненість з їхньою бабусею, матір'ю місіс Фейрчайлд. Розібратися вдалося лише завдяки аналізу волосся, причому волосся на різних частинах тіла жінки містило різний генетичний матеріал.

Офіційно зафіксовано близько 40 випадків химеризму у людей. З високою ймовірністю химерою був знаменитий маніяк Чикатило, у якого не збігалися дані щодо групи крові та сперми. Іноді химеризм випадково виринає при спробах екстракорпорального запліднення: вчені з Німеччини описали пацієнтку, у якої в організмі 99% клітин містило жіночий хромосомний набір XX та 1% - чоловічий, XY. Як виявилося, її брат-близнюка помер при народженні, але його клітини жили в організмі сестри.

Існує навіть таке поняття, як кров'яна химера— це людина, яка має відразу дві групи крові.

Біологічні химеринайчастіше виникають при кровозмішуванні двох різних расПриклад чого описувався в підручнику анатомії, коли на тілі людини пігментація шкіри розподіляється по тілу мозаїчно.

Повне злиття відбувається звичайно в ідеальних умовах, як наприклад при кров'яному химеризмі, коли два близнюки, які виросли в одній утробі, використовують одну плаценту на двох і мають толерантність до групи крові брата, так що їм можна заливати не тільки їхню групу крові, але і їх партнера з утроби, оскільки за розвитку через них обох прокачувалась кров матері та близнюка, викликаючи придушення реакції відторгнення на чужу групу крові. За статистикою? близько 8% близнюків схильні до кровного химеризму.

Трапляються випадки химеризму, коли один з близнюківпрактично поглинає іншого і тоді виникають такі монстри, як наприклад китайська 11-річна дівчинка, зі спини якої розвивається її поглинений брат близнюк або такий випадок, як техаська дитина - химера, У якого ліва половина була чорним хлопчиком, а права білою дівчинкою. Дитина була прооперована і її зробили хлопчиком, так що вона продовжила життя вже в цьому образі.

Іліаді Гомера описана істота химера, що має частини тіла від різних тварин. Від цього міфологічного монстра походить назва генетичного еквівалента – химеризм. Генетичний химеризм у людей та тварин трапляється, коли дві запліднені яйцеклітини або ембріони зливаються на ранній стадії вагітності. Коли вони зливаються, кожна популяція клітин зберігає свій генетичний характер і ембріон, що виходить, стає сумішшю того і іншого.

Хімер від природи. Людина з двома ДНК

52-річній бостонській вчительці Карен Кіган була потрібна трансплантація нирки. Троє її синів погодилися бути донорами, проте за генетичного аналізу виявилося, що двоє з них не родичі власної матері! Дослідження встановили масу цікавих фактів: зокрема, з'ясувалося, що у Карен була сестра-близнючка, яка на ранній фазі ембріонального розвитку злилася з зародком, що вижив. Бостонська вчителька виявилася химерою - істотою, в організмі якої присутні, не заважаючи одна одній, тканини з різними наборами генів.

Існує навіть таке поняття, як кров'яна химера- це людина, яка має відразу дві групи крові.

Повне злиття відбувається, звісно, в ідеальних умовах. Як, наприклад, при кров'яному химеризмі, коли двоє близнюків, що виросли в одному утробі, використовують одну плаценту на двох і мають толерантність до групи крові брата. Отже їм можна заливати як їхню групу крові, а й їхнього партнера з утробі, оскільки за розвитку через них обох прокачувалась кров матері та близнюка, викликаючи придушення реакції відторгнення на чужу групу крові. За статистикою близько 8% близнюків схильні до кровного химеризму.

Трапляються випадки химеризму, коли один з близнюківфактично поглинає іншого і тоді з'являються такі монстри, як, наприклад, китайська 11-річна дівчинка, зі спини якої розвивається її поглинений брат-близнюк, або такий випадок, як техаська дитина - химера, У якого ліва половина була чорним хлопчиком, а права білою дівчинкою. Дитина була прооперована і її зробили хлопчиком, так що вона продовжила життя вже в цьому образі.

Також цікавий випадок несподіваного лікування пацієнта, який страждає на рак і СНІД, після операції з трансплантації кісткового мозку. По суті, реципієнт є химерою, оскільки в його тілі живе генетичний матеріал донора.

Те, що пересадка кісткового мозку може вилікувати навіть СНІД - випадкове відкриття, везіння німецьких медиків. Відомо, що близько 1% європейців є стійкими до ВІЛ. Якийсь 42-річний американець, який страждає і на лімфому, і на СНІД, пройшов трансплантацію кісткового мозку, щоб позбутися однієї зі своїх хвороб. І несподівано для всіх (включно з лікарями) зцілився від обох - його донор виявився носієм мутації, що забезпечує стійкість до вірусу, і передав її реципієнту разом з кістковим мозком.

І це лише випадки, донесені до широкого медичного загалу.

L. Природні гаплохламідні периклінальні химери вперше описані Л. П. Бреславець на прикладі окремих географічних рас конопель.

Хімеризм у рослин

Хімери можуть виникати в природі в результаті спонтанних мутацій соматичних клітин, в експериментальних умовах (обробка мутагенами, поліплоїдогенами, колхіцином, інші впливи), а також серед рослин-регенерантів та в результаті щеплень. Хімери найпоширеніші у рослин, вегетативним способом, що розмножується, так як лише при цьому способі химерність зберігається досить довго. При статевому розмноженні можливе успадкування химерності, що виникає при нестабільності алелів. У цьому випадку успадкування ознак не підпорядковується Менделівським законам і вважається нестабільною мутацією. У природі химери рідкісні, виникають, як правило, внаслідок випадкової гібридизації та механічних ушкоджень.

Хімери (особливо периклінальні, як більш стабільні), що мають комплекс господарських переваг, мають важливе значення в рослинництві. Вони часто вирощуються як декоративні рослини.

У ботаніці розрізняють такі види химер (див. таблицю).

Периклінальні химери бувають:

диплохламідні (наприклад пеларгонія з білоокаймленим листям)
гаплохламідні (наприклад хлорофітум з білоокаймленим листям)

Периклінальні химери найчастіше зустрічаються у природі, що їх більшої стабільністю. Нерідко вони виявляються серед сортів декоративних рослин, що розмножуються вегетативно. Так Juniperus davurica"Expansa Variegata" є периклінальною химерою, у якої зовнішні тканини генотипно альбіносні, а внутрішні складаються з хлорофілоносних клітин.

Взаємодія між компонентами химер і перехід різних речовин з одного компонента до іншого можуть призводити до різних аномалій розвитку і іноді до безпліддя химери.

У практиці садівників химери, що виникли випадково в результаті щеплень (т.з. ряболистість), відтворюють вегетативним розмноженням заново з покоління в покоління (наприклад, химери між пурпурним ракітником і золотим дощем - т.з. . Дослідники застосовують різні химери між мушмулою і глодом.

Розхимерування

Втрата химерності властива як рослинам, отриманим в результаті обробки колхіцином, так і химерам, що виникли спонтанно. Поряд з периклінальними химерами, що зберігають свої особливості при вегетативному розмноженні протягом 100 і більше років, описані випадки зникнення химерності (трихимер Pelargonium zonaie, відомого з XIX століття апельсина "Shamouti" та ін.). У деяких форм винограду розхимерування може відбуватися на окремих пагонах, при цьому нижня частина пагонів складається з поліплоїдних тканин.

Частота розхимерування залежить від способу розмноження рослин. Розмноження кореневими живцями частіше призводить до розхимерування, ніж вегетативне розмноження іншими частинами рослини.

Хімеризм у тварин

Миша-химера (праворуч)

У тварин химерами називають організми, які складаються з генетично різних клітин, що походять від двох і більше різних зигот.

Прикладом химеризму у тварин є фрімартінізмкорів та інших тварин. Фрімартінізм - вид аномального гермафродитизму, що супроводжується стерильністю, при якому у самок розвиваються одночасно і яєчники, і тестикули. Цьому явищу схильні телята жіночої статі з пар різностатевих близнюків. Фрімартінізм пояснюється формуванням анастомозів судин між різностатевими плодами, внаслідок чого між ними відбувається обмін статевими гормонами та попередниками статевих клітин. Подібне явище було виявлено у мармозеток, проте вони не ведуть до стерильності.

Хімери можуть формуватися із чотирьох гамет (результат об'єднання в один ембріон двох запліднених яйцеклітин або ембріонів на ранніх стадіях розвитку).

Хімеризм тварин може бути як результатом індивідуального розвитку організму (онтогенезу), так і результатом трансплантації органу, тканини (наприклад, кісткового мозку або переливання крові). Хімери часто можуть давати потомство, і тип потомства залежить від того, з якої лінії клітин розвинулися гамети.

У 1980-х роках штучним шляхом було отримано міжвидову химеру вівці та кози.

У 2017 році вченими з Salk Institute був створений ембріон химери-свині з клітинами людини.

Хімеризм у людини

У людей химеризм може виникати на різних стадіях онтогенетичного розвитку: у момент запліднення, ембріонального розвитку або у дорослому віці.

Хімеризм на стадії запліднення

Описано кілька випадків тетрагаметного химеризму в людини. Такі химери виникають, коли дві різні зиготи зливаються незабаром після запліднення та формують єдиний ембріон. Такі химери ідентифікують, наприклад, за наявністю двох популяцій еритроцитів, гермафродитизму та іноді за мозаїчним забарвленням шкіри та очей.

Фетальний та материнський мікрохімеризми

Хімеризм у близнюків

Як і в деяких інших ссавців, у людини можливий обмін клітинами між близнюками під час внутрішньоутробного розвитку. Міграція клітин відбувається через загальну плаценту (плацентарні анастомози).

У гомозиготних близнюків

У гетерозиготних близнюків

У культурі

Хімеризм виявляється у пацієнта у 2 серії 3 сезону серіалу «Доктор Хаус».

Хімеризм неодноразово згадується і є одним із ключових моментів розуміння сюжету в серіалі «Темна дитина».

Також химеризм було знайдено у вбивці в 23 серії 4 сезону серіалу «C.S.I.: Місце злочину».

Див. також

Примітки

Abuelo D. Clinical significance of chimerism // Am J Med Genet C Semin Med Genet. - 2009. - Т. 151C, вип. 2 . - С. 148-51. - DOI: 10.1002/ajmg.c.30213. - PMID 19378333.
Хімери (неопр.) . Велика медична енциклопедія. Дата звернення 14 березня 2013 року.