Как выглядит химера в реальной жизни. Она — собственный близнец: что такое химеризм? Химеры: кто они

Химера – существо с телом, состоящее из частей от разных животных. Генетический химеризм – проявление у организмов признаков, принадлежащих другим особям. Это происходит, когда два оплодотворенных эмбриона или яйцеклетки сливаются на ранней стадии беременности. Получившийся эмбрион является смесью обоих содержимых клеток. У человека химера – это собственный близнец.

Генетический химеризм у человека: виды

тетрагаметический химеризм – объединение двух яйцеклеток, оплодотворенных разными сперматозоидами, или двух эмбрионов, находящихся на ранних стадиях развития, после чего клетки и органы организма будут содержать различный хромосомный набор. Примером такого поглощения близнеца является ребенок – химера из Техаса, США, при рождении которого обнаружилось, что одна его половина – черный мальчик, а другая – белая девочка.
микрохимеризм – проникновение клеток младенца в материнскую кровеносную систему и впоследствии прижевление клеток к тканям (фетальный микрохимеризм) . При таком химеризме клетки плода могут на несколько лет повысить испмиммунитет матери от артрита, сердечной недостаточности, рака. Материнский микрохимеризм – проникновение клеток матери через плаценту в плод, формируя при этом иммунный барьер. Но ребенок также может и приобрести материнские заболевания, аутоиммунные болезни – ювенильный дерматомиозит и неонатальная волчанка, если мать заражена системной красной волчанкой, раком.
близнецовый химеризм – сращение кровеносных сосудов у гетерозиготных близнецов. Дети при этом передают друг другу клетки с различными наборами генов. Такой химеризм еще называют кровяным – близнецы имеют толерантность по группе крови – им можно перелить не только их собственную кровь, но и кровь партнера по утробе, так как во время нахождения в стадии развития, через их кровеносную систему проходила кровь матери и близнеца, подавляя реакцию отторжения на чужую группу крови.

Лидия Фэйрчалд, анализ ДНК подтвердил, что она не мать своим детям

Обычно химеризм диагностируют во время анализа на ДНК (тест на определение родственных связей) . Потому что клеточный химеризм — смешение двух генотипов, которые часто внешне не выражены.
Официальных случаев человеческого химеризма зафиксировано не так уж много – около 40. Самые знаменитые химеры – это Лидия Фэйрчалд, оказавшаяся по анализу ДНК не матерью своим детям, а дальней родственницей, Чикатило, у которого анализ данных группы крови и спермы не совпадали. Химеризм иногда обнаруживается при попытке ЭКО – эктракорпорального оплодотворения. Так, в Германии врачи обнаружили у пациентки один процент XY – хромосом, доставшихся от умершего при рождении брата- близнеца.

04.04.2015 13.10.2015

Природа периодически любит подкидывать такие невероятные загадки для размышления, что невозможно не поразиться ее любви к потрясающим сюрпризам. Каждый раз ученые, сделав новое открытие в науке, уверены, что практически ухватили «Бога за бороду», однако через определенный отрезок времени благодаря новым казусам понимают, что до истинных открытий еще очень далеко.

Химера, призрак, чудовищное перевоплощение…. Это не фильм ужасов – это действительность. В реальности существует такой феномен, носящий название «Химеризм». Порой его называют «суперфекундацией». Что это такое?

Как написано во всех учебниках по биологии, яйцеклетка может оплодотвориться только одним сперматозоидом из миллионов. В дальнейшем происходит процесс деления, и начинается развитие зародыша. Плод растет в материнском организме до тех пор, пока не обретет способность самостоятельно выживать при рождении. Происходят роды, и вуаля! – на свет появляется новая жизнь.

Однако природа, видимо, посчитала такое развитие событий скучным, и придумала альтернативные методы развития плода. Иногда в период овуляции оплодотворяется несколько яйцеклеток. Обычно, если такое происходит – на свет Божий появляются разнояйцовые близнецы.

Химеризм и его виды

В редких случаях по неустановленным причинам одна яйцеклетка поглощает другую, что приводит к рождению химеры. С виду ее невозможно отличить от нормального животного/человека, но при исследовании ДНК обнаруживается, что различные органы выделяют 2 генетических набора клеток. Такой химеризм еще называется тетрагаметическим. Он часто возникает при ЭКО, поскольку в целях экономии врачи присаживают матери в матку несколько оплодотворенных яйцеклеток. В итоге в большинстве ситуаций рождаются близнецы, в редких случаях – химеры.

Химерой можно стать не только путем слияния 2 яйцеклеток. Существует название «Микрохимеризм», обозначающий передачу клеток от плода к матери и наоборот. В таких случаях материал эмбриона может помочь матери справиться с тяжелыми заболеваниями, если они присутствуют на момент беременности, поскольку способны омолаживать организм. О таком многие женщины могут только мечтать. Однако в случае, если генетический набор передается плоду от матери, то это может обернуться угрозой для здоровья. Дело в том, что в такой ситуации ребенок может скопировать болезни своей матери, в том числе и рак.

Также существует посттрансплантационный химеризм, когда пересадка какого-либо органа в организм вырабатывает собственные клетки (донорские). Обычно такие операции не вызывают сложностей. Иногда возникают ситуации, когда они изменяют даже структуру крови реципиента. То есть после пересадки, например, почки, у человека может измениться собственная группа крови на донорскую.

Гораздо сложнее обстоит дело с пересадкой костного мозга. В большинстве случаев к ней прибегают при лейкемии. Донором в таких случаях сможет стать только брат или сестра пациента. Изредка при должном совпадении донорами становятся посторонние люди, но таких случаев можно пересчитать по пальцам. Врачи пересаживают костный мозг донора, который имеет вид красной жидкости, пациенту, заставляя его продуцировать выработку здоровой крови. В дальнейшем остается только ждать – если трансплантат приживется – значит, все хорошо, если нет – начинается обратная реакция, именуемая как «трансплантат против хозяина», обычно приводящая к мучениям и смерти реципиента. В том случае, когда костный мозг приживается – человек становится химерой, поскольку донорский материал может продуцировать только собственные клетки, имеющие свой генетический набор.

Случаи химеризма

Известны случаи, когда после проведенного теста на ДНК вдруг оказывалось, что мать вовсе не мать своим детям, однако при этом отцовство было признано на 100%. В результате более подробного исследования оказывалось, что мать являлась носителем сразу двух генетических наборов. То есть это, по сути, 2 организма в одном.

Кто не помнит серию зверских убийств с изнасилованиями, прокатившихся по СССР в конце 20 века? Маньяка, убившего 53 жертвы (по официальной версии), долгое время не могли поймать, хотя принимались самые экстренные и действенные меры для этого. Его фамилия – Чикатило. Некоторые исследователи предполагают, что у него был химеризм, поскольку анализ спермы и крови показал разные результаты, присущие двум различным людям.

Последние исследования актиний – колониальных животных, живущих на дне морском, показали, что большинство этих созданий являются генетическими химерами. Однако самое интересное заключается в том, что химеры более приспособлены к выживанию. Они вырастают более крупными, хищными и приспособленными к внешней среде.

В современных условиях тотального загрязнения окружающей среды отмечаются определенные процессы мутации, которые могут привести к самым непредсказуемым последствиям. Не является ли химеризм одним из них – действенной защитной реакцией, продиктованной инстинктом выживания в экстремальных условиях? Ответа на этот вопрос пока нет.

В Илиаде Гомера описано существо химера , имеющее части тела от разных животных. От этого мифологического монстра произошло название генетического эквивалента -химеризм. Генетический химеризм у людей и животных случается, когда две оплодотворенные яйцеклетки или эмбрионы сливаются на ранней стадии беременности. Когда они сливаются, каждая популяция клеток сохраняет свой генетический характер и получающийся эмбрион становится смесью того и другого.

Химера от природы. Человек с двумя ДНК

Жительницу США Лидию Фэйрчайлд ожидал неприятный сюрприз в процессе развода, когда потребовалось сдать анализ ДНК. Согласно результатам теста, она не являлась матерью собственных двоих детей (а заодно и третьего, которым она в это время была беременна).Сначала возникло предположение, что причина - пересадка тканей или переливание крови, однако ни женщина, ни дети не подвергались операциям. В ходе выяснения обстоятельств адвокат миссис Фэйрчайлд нашел статью из «Медицинского журнала Новой Англии», где была зафиксирована следующая история:

52-летней бостонской учительнице Карен Киган требовалась трансплантация почки. Трое ее сыновей согласились быть донорами, однако при генетическом анализе оказалось, что двое из них не родственники собственной матери! Исследования установили массу интересных фактов: в частности, выяснилось, что у Карен была сестра-близнец, которая на ранней фазе эмбрионального развития слилась с выжившим зародышем. Бостонская учительница оказалась химерой - существом, в чьем организме присутствуют, не мешая друг другу, ткани с разными наборами генов.

В прецеденте с миссис Фэйрчайлд все оказалось еще сложнее - ДНК детей Лидии доказывало лишь родство с их бабушкой, матерью миссис Фэйрчайлд. Разобраться удалось лишь благодаря анализу волос, причем волосы на разных частях тела женщины содержали разный генетический материал.

Официально зафиксировано около 40 случаев химеризма у людей . С высокой вероятностью химерой был знаменитый маньяк Чикатило, у которого не совпадали данные по группе крови и по сперме. Иногда химеризм случайно всплывает при попытках экстракорпорального оплодотворения: ученые из Германии описали пациентку, у которой в организме 99% клеток содержало женский хромосомный набор XX и 1% - мужской, XY. Как оказалось, ее брат-близнец умер при рождении, но его клетки жили в организме сестры.

Существует даже также такое понятие, как кровяная химера — это человек, обладающий сразу двумя группами крови.

Биологические химеры часто всего возникают при кровосмешении двух различных рас , пример чего описывался в учебнике анатомии, когда на теле человека пигментация кожи распределяется по телу мозаично.

Полное слияние происходит конечно в идеальных условиях, как например при кровяном химеризме, когда два близнеца, выросших в одной утробе, используют одну плаценту на двоих и имеют толерантность к группе крови брата, так что им можно заливать не только их группу крови, но и их партнера по утробе, так как при развитии через них обоих прокачивалась кровь матери и близнеца, вызывая подавление реакции отторжения на чужую группу крови. По статистике? около 8% близнецов подвержены кровному химеризму.

Встречаются случаи химеризма, когда один из близнецов фактически поглощает другого и тогда появляются такие монстры, как к примеру китайская 11-тилетнее девочка, из спины которой развивается её поглощенный брат близнец или такой случай, как техасский ребенок — химера , у которого левая половина была черным мальчиком, а правая белой девочкой. Ребенок был прооперирован и его сделали мальчиком, так что он продолжил жизнь уже в этом обличии.

Илиаде Гомера описано существо химера , имеющее части тела от разных животных. От этого мифологического монстра произошло название генетического эквивалента - химеризм. Генетический химеризм у людей и животных случается, когда две оплодотворенные яйцеклетки или эмбрионы сливаются на ранней стадии беременности. Когда они сливаются, каждая популяция клеток сохраняет свой генетический характер и получающийся эмбрион становится смесью того и другого.

Химера от природы. Человек с двумя ДНК

52-летней бостонской учительнице Карен Киган требовалась трансплантация почки. Трое ее сыновей согласились быть донорами, однако при генетическом анализе оказалось, что двое из них не родственники собственной матери! Исследования установили массу интересных фактов: в частности, выяснилось, что у Карен была сестра-близнец, которая на ранней фазе эмбрионального развития слилась с выжившим зародышем. Бостонская учительница оказалась химерой - существом, в чьем организме присутствуют, не мешая друг другу, ткани с разными наборами генов.

Существует даже также такое понятие, как кровяная химера - это человек, обладающий сразу двумя группами крови.

Полное слияние происходит, конечно, в идеальных условиях. Как, например, при кровяном химеризме, когда два близнеца, выросших в одной утробе, используют одну плаценту на двоих и имеют толерантность к группе крови брата. Так что им можно заливать не только их группу крови, но и их партнера по утробе, так как при развитии через них обоих прокачивалась кровь матери и близнеца, вызывая подавление реакции отторжения на чужую группу крови. По статистике около 8% близнецов подвержены кровному химеризму.

Встречаются случаи химеризма, когда один из близнецов фактически поглощает другого и тогда появляются такие монстры, как, к примеру, китайская 11-тилетняя девочка, из спины которой развивается её поглощенный брат-близнец, или такой случай, как техасский ребенок - химера , у которого левая половина была черным мальчиком, а правая белой девочкой. Ребенок был прооперирован и его сделали мальчиком, так что он продолжил жизнь уже в этом обличии.

Также интересен случай неожиданного исцеления пациента, страдающего раком и СПИДом, после операции по трансплантации костного мозга. По сути, реципиент также является химерой, поскольку в его теле живет генетический материал донора .

То, что пересадка костного мозга может излечить даже СПИД, - случайное открытие, везение немецких медиков. Известно, что около 1% европейцев устойчивы к ВИЧ. Некий 42-летний американец, страдающий и лимфомой, и СПИДом, прошел трансплантацию костного мозга, чтобы избавиться от одной из своих болезней. И неожиданно для всех (включая врачей) исцелился от обеих - его донор оказался носителем мутации, обеспечивающей устойчивость к вирусу, и передал ее реципиенту вместе с костным мозгом.

И это лишь случаи, донесенные до широкой медицинской общественности.

L. Естественные гаплохламидные периклинальные химеры впервые описаны Л. П. Бреславец на примере отдельных географических рас конопли .

Химеризм у растений

Химеры могут возникать в природе в результате спонтанных мутаций соматических клеток , в экспериментальных условиях (обработка мутагенами , полиплоидогенами , колхицином , другие воздействия), а также среди растений-регенерантов и в результате прививок . Химеры более распространены у растений, размножаемым вегетативным способом , так как лишь при этом способе химерность сохраняется достаточно долго. При половом размножении возможно наследование химерности, возникающей при нестабильности аллелей . В этом случае наследование признаков не подчиняется менделевским законам и считается нестабильной мутацией. В природе химеры редки, возникают, как правило, в результате случайной гибридизации и механических повреждений .

Химеры (особенно периклинальные, как более стабильные) обладающие комплексом хозяйственных преимуществ, имеют важное значение в растениеводстве . Они часто выращиваются как декоративные растения .

В ботанике различают следующие виды химер (см. таблицу).

Периклинальные химеры бывают:

диплохламидные (например пеларгония с белоокаймлёнными листьями)
гаплохламидные (например хлорофитум с белоокаймлёнными листьями)

Периклинальные химеры более часто встречаются в природе, что объясняется их большей стабильностью. Нередко они обнаруживаются среди размножаемых вегетативно сортов декоративных растений . Так Juniperus davurica "Expansa Variegata" является периклинальной химерой, у которой внешние ткани генотипически альбиносные , а внутренние состоят из хлорофиллоносных клеток .

Взаимодействие между компонентами химер и переход различных веществ из одного компонента в другой могут приводить к различным аномалиям развития и иногда к бесплодию химеры.

В практике садоводов химеры, возникшие случайно в результате прививок (т. н. пестролистность), воспроизводят вегетативным размножением заново из поколения в поколение (например, химеры между пурпурным ракитником и золотым дождём - т. н. ракитник Адама, химеры между померанцем и лимоном). Исследователи применяют различные химеры между мушмулой и боярышником .

Расхимеривание

Потеря химерности свойственна как растениям, полученным в результате обработки колхицином , так и химерам, возникшим спонтанно. Наряду с периклинальными химерами, сохраняющими свои особенности при вегетативном размножении в течение 100 и более лет , описаны случаи исчезновения химерности (у трихимер Pelargonium zonaie , известного с XIX века апельсина "Shamouti" и пр.). У некоторых форм винограда расхимеривание может происходить на отдельных побегах, при этом нижняя часть побегов состоит из полиплоидных тканей .

Частота расхимеривания зависит от способа размножения растений. Размножение корневыми черенками чаще приводит к расхимериванию, чем вегетативное размножение другими частями растения .

Химеризм у животных

Мышь-химера (справа)

У животных химерами называют организмы, которые состоят из генетически различных клеток, которые происходят от двух и более разных зигот .

Примером химеризма у животных является фримартинизм коров и других животных. Фримартинизм - вид аномального гермафродитизма , сопровождающийся стерильностью , при котором у самок развиваются одновременно и яичники, и тестикулы. Этому явлению подвержены телята женского пола из пар разнополых близнецов . Фримартинизм объясняется формированием анастомозов сосудов между разнополыми плодами, в результате чего между ними происходит обмен половыми гормонами и предшественниками половых клеток . Сходное явление было обнаружено у мармозеток , однако у них оно не ведёт к стерильности .

Химеры могут формироваться из четырёх гамет (результат объединения в один эмбрион двух оплодотворённых яйцеклеток или эмбрионов на ранних стадиях развития).

Химеризм у животных может быть как результатом индивидуального развития организма (онтогенеза), так и результатом трансплантации органа, ткани (например, костного мозга или переливания крови). Химеры часто могут давать потомство, и тип потомства зависит от того, из какой линии клеток развились гаметы .

В 1980-х годах искусственным путём была получена межвидовая химера овцы и козы .

В 2017 году учёными из Salk Institute был создан эмбрион химеры - свиньи с клетками человека .

Химеризм у человека

У людей химеризм может возникать на разных стадиях онтогенетического развития: в момент оплодотворения, эмбрионального развития или во взрослом возрасте.

Химеризм на стадии оплодотворения

Описано несколько случаев тетрагаметного химеризма у человека. Такие химеры возникают, когда две разные зиготы сливаются вскоре после оплодотворения и формируют единый эмбрион. Такие химеры идентифицируют, например, по наличию двух популяций эритроцитов , гермафродитизму и иногда по мозаичной окраске кожи и глаз .

Фетальный и материнский микрохимеризмы

Химеризм у близнецов

Как и у некоторых других млекопитающих, у человека возможен обмен клетками между близнецами в ходе внутриутробного развития. Миграция клеток происходит через общую плаценту (плацентарные анастомозы).

У гомозиготных близнецов

У гетерозиготных близнецов

В культуре

Химеризм выявляется у пациента в 2 серии 3 сезона сериала «Доктор Хаус ».

Химеризм неоднократно упоминается и является одним из ключевых моментов понимания сюжета в сериале «Тёмное дитя ».

Так же химеризм был найден у убийцы в 23 серии 4 сезона сериала «C.S.I.: Место преступления ».

См. также

Примечания

Abuelo D. Clinical significance of chimerism // Am J Med Genet C Semin Med Genet. - 2009. - Т. 151C , вып. 2 . - С. 148-51 . - DOI :10.1002/ajmg.c.30213 . - PMID 19378333 .
Химеры (неопр.) . Большая Медицинская Энциклопедия. Дата обращения 14 марта 2013.