Выступление в научном кафе "Эврика!". Новосибирский Академгородок. 29 октября 2013 г.

1. САГА О ХИМЕРАХ

2. Наиболее Общей Теории Химер пока не существует

3. ИЗУЧЕНИЕ И ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ
ФЕНОМЕНА ХИМЕРИЗМА У ЖИВОТНЫХ
1. Почему и каким образом людям интересны
химеры? Как мы получаем знания о них?
2.
Что такое «химеризм»? Виды химеризма.
4.
Где и как используются химеры?
5.
Этическая сторона исследований химеризма.

4. Что по этому поводу думают гуманитарии?
ХИМЕРА, Chimaera, Χίμαιρα
 Чудовище
 Способно извергать огонь
 Типичный облик:
спереди лев,
сзади дракон,
посередине коза
 Рождается от человекоподобных чудовищ
 Долго не живѐт, т.к. является предметом
пристального интереса разного рода героев

5. ламия

6. тифон

7. ехидна

8. Что думают биологи развития?
Облик химеры может варьировать.
НО!
При любом из вариантов очевидно, что в развитии этого животного
произошли серьёзные нарушения общего плана строения тела и симметрии,
нарушен принцип гомологии органов и тканей.

11. НАРУШЕНИЕ ЗАКОНА ГОМОЛОГИИ ОРГАНОВ И ТКАНЕЙ

12. Что думают гуманитарии?
Слово «химера» используется
обозначения
невозможного
несочетаемого
для
или
Ложная идея, пустой вымысел
Массовое сознание с лёгкостью называет
«химерой» любых монстров и мутантов

13. У монстров есть родословная,
т.е. они не являются
«механической смесью»
разных частей тела
от разных хозяев.
Монстры такими уже
«родились».
Значит до этого они
как-то развивались.
ВОЗМОЖНО ЛИ ТАКОГО РОДА
РАЗВИТИЕ?

16. Есть ли что-то общее в многообразии всех этих несуществующих форм?

17. !
принцип химеризма
присутствие частей тела разных
(эволюционно далёких)
организмов в одном существе

18. Феномен химеризма может
быть рассмотрен в двух
качествах – существование
«оформленной» взрослой
химеры и сам по себе процесс
становления химерного
паттерна организации тела.

19. Развитие единого организма при условии
присутствия в нём частей от разных
(других) организмов
?
размерность части
?
сила взаимовлияния
и регуляции
?
устойчивость целого

20. Анализ множественных ауто- и гомотипических пересадок у Lumbricidae
Коршельт, 1898

21. Гомотипическая трансплантация, выполненная на куколках Bombyx mori
Крэмптон, 1900

22. Головастики, полученные
в результате контакта частей
эмбрионов Rana sylvatica (т)
и R. palustris (св)
Гаррисон, Морган и мн. др. 1904-1913 гг

23. Hydra vulgaris
1. секториальные
+
3.
2. периклинальные
мозаичные
(дезагрегация+гомогенизация+агрегация)
Pelmatohydra olygactis
Исаев, 1923-1925

24. Анна МакЛаррен (1927-2007)
”Multiple-gene
mouse chimaeras”
Edinburgh, 1969

25. Открытие химер млекопитающих – личная заслуга этих людей
Dr. Beatrice Mintz
Dr. Levon Chailahyan
Dr. Andrzej K.Tarkowski
Dr. Shoukhrat
Mitalipov

Dr. Zsolt Peter Nagy
Dr. Anne McLaren

26. Сибирская школа изучения химер – личная заслуга этих людей


27. раннее развитие
млекопитающих
грызуны
(Mus musculus)
Hogan et al., 1994

28. дуплеты
1.
2.
“the more – the better”

29. МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ ХИМЕР У ЛАБОРАТОРНЫХ ГРЫЗУНОВ
бластоциста
ЭСК
трансплантация
а) инъекционный
6-8-12кл эмбрион
ЭСК
+
б) агрегационный
культивирование in vitro
трансплантация

30. Здесь будет кино

31. КАК ЭТО РАБОТАЕТ?

35. Они бывают 
ХИМЕРА – ЭТО ТАКАЯ РЕАЛЬНОСТЬ,
В КОТОРОЙ ДВА РАЗНЫХ ГЕНОТИПА ОБРАЗУЮТ
ЕДИНЫЙ ЦЕЛОСТНЫЙ ОРГАНИЗМ

36. ВТОРИЧНЫЙ ХИМЕРИЗМ
1. Фето-фетальные
химеры
(«плод-плод»)
2. Химеры по типу
«мать-плод»
3. Химеры по типу
«плод-мать»

37. Bogdanova et al., 2010

39. Трансплантационные
химеры
принцип гомологии органов и тканей сохраняется

40. Трансплантационные
химеры
1.Приживутся ли клетки
мухи в мозге лягушки ?
2. Буду ли они
дифференцироваться и
если да, то изменится ли их
фенотип?
3. Будут ли они способны
устанавливать какие-либо
связи с мозгом хозяина?
4. Повлияет ли
трансплантат на
развитие хозяина?
принцип гомологии органов и тканей нарушен

41. Химера
скомбинированный
организм,
который происходит более чем из одной зиготы.
Различия в клеточных популяциях, слагающих
тело
химеры,
во
многом
обусловлены
изначальными
генотипическими
различиями
партнеров
...
Гаметы
у
химеры
всегда
образуются автономно.
Анна МакЛарен «Химеры млекопитающих» , 1979

42. Кто похож на химеру, но химерой не является?
1. Гибриды (генетические и соматические)
2. Мозаики (хромосомные, генетические, эпигенетические)

44. Кто похож на химеру, но химерой не является?
1. Гинандроморфы

45. Кто похож на химеру, но химерой не является?
3. Тератогенные эффекты разной степени тяжести,
которые вызваны «сбоем» работы генов,
управляющих основными процессами развития
(Hox и т.п.)

46. 4. Аномальная близнецовость («сросшиеся близнецы»)

47. Видоспецифичность
феномена первичного химеризма
у плацентарных млекопитающих

48. Спонтанный
химеризм у собак
Poth et al., 2010
Dreger and Schmutz, 2012

49. Callithrix kuhlii
dZ MCDAP 19-29 dpc
дизиготические двойни
95% - химеры по крови
72% - химеры по всем
тканям и всем органам
57% - химеры по гаметам
Ross et al., 2007 Germ-line chimerism and paternal care in marmosets (Callithrix
kuhlii) // PNAS vol. 104, #15 6278–6282

50. Ross et al., 2007

51. Каждое животное получено агрегацией 6 эмбрионов
Chimeric Infants Generated by
Whole-Embryo Aggregation
(C and D) Genetic analysis of blood
and extraembryonic
tissues based on microsatellite
examination demonstrating
presence of more than two alleles
for each locus.
химеризм по всем
органам и тканям,
включая гонады
Фенотипически все трое - самцы,
конгенитальных аномалиий нет
Roku XY ---- XX
Tachibana et al., 2012

52. Химера, приносящая прибыль,
- это уже реальность!
Александр
Фюрстенберг

53. Где интенсивно используются химеры?
Традиционные задачи:
1. клональный (и многие другие) анализ органов и тканей
2. тестирование плюрипотентности ЭС клеток in vivo,
т.е. в условиях естественного гуморального и тканевого окружения
3. получение взрослых животных непосредственно
из ЭСК желаемых генотипов
что такое здесь «желаемые»?
-
разным образом трансформированные, в т.ч. нокаутированные линии ЭСК,
маркированные линии ЭСК и СК,
гибридные линии ЭСК и СК,
линии ЭСК и СК с измененной плоидностью,
линии с измененным эпигенетическим статусом,
т.е. iPSC и подобные им
4. получение живого потомства в случаях мутаций, приводящих к эмбриональным
леталям из-за отсутствия имплантации вообще (1) ,
а также по причине аномального формирования плаценты (2)
и/или экстраэмбриональных оболочек
5. преодоление межвидового барьера имплантации при ВРТ-стратегии сохранения
редких и исчезающих видов

54. Этическая сторона биологической проблемы:
«хорошо или плохо?»
«допустимо или недопустимо?»

55. ГДЕ ИСКАТЬ ХИМЕРУ?
В лабораториях, которые занимаются
генетикой развития
В питомниках и вивариях лабораторных животных
Вероятнее всего –
в подклассе Eutheria
(Плацентарные млекопитающие),
особенно среди приматов