Артур Скальский

© Babr24.com

Наука и техникаМир

1969

08.01.2014, 11:02

Чужой во мне

Словом «химера» принято называть какую-то несбыточную идею. Люди, увлекающиеся античностью, могут добавить, что в греческой мифологии было животное с аналогичным названием — помесь льва, козы и змеи. Но, оказывается, в генетике развития выделяют своих химер — организмы, которые содержат генетически разнородный материал.

В рамках научного кафе «Эврика!» сотрудник лаборатории генетики развитии ИЦИГ СО РАН кандидат биологических наук Елена Александровна Кизилова рассказала о том, что называют химерой ученые-генетики и ответила на вопрос: могли ли мифические животные, вроде описанного выше, существовать в реальности.

Иллюстрация: symbolsbook.ru

«На вопрос есть или нет химеры, я отвечаю: и есть, и нет»

С такого ответа начала свою лекцию Елена Кизилова и предложила слушателям посмотреть на химер глазами ребенка: и восприятие еще не успело обрасти штампами, и вопросы можно задавать без страха. С точки зрения гуманитарных дисциплин, химеры – это чудовища, которые в свою очередь рождаются тоже у чудовищ. Ещё они могут выпускать огонь и являются объектом интереса разного рода героев, поэтому долго не живут.

Но если мы посмотрим на этих животных с точки зрения биолога, то мы можем отметить, что у них произошли серьезные изменения плана строения тела, нарушена симметрия и принцип гомологии органов и тканей.

Как можно понять из названия, план строения – это некая система того, как будет сконструирован наш организм. Благодаря открытиям генетики развития, которые были сделаны в последние 50 лет, мы теперь знаем, например, что природа очень строго определяет оси, делящие организм на верх и низ, право и лево, заднюю и переднюю части. В процессе формирования гены, определяющие физическое состояние включаются постепенно. Если происходит какая-то мутация в части, которая, например, определяет развитие кисти, то мы имеем очень сложные случаи различных уродств, связанных с ней. Гомологичными называют сопоставимые органы и ткани, то есть когда-то у рассматриваемых организмов был общий предок, и теперь мы можем сопоставить: вот у этого развилось из какого-то общего члена, например, крыло, а у этого — передние лапы. Этот принцип нарушается, если мы видим, что на общем плане этимологии млекопитающих появляется часть, которая для этого животного совершенно нехарактерна. Например, есть такое чудовище Мантикора (с телом красного льва, головой человека и хвостом скорпиона): хвост скорпиона и млекопитающего развиваются в разных зачатках эмбриона, то есть это не гомологичные органы, а аналогичные (хвост и хвост), соответственно, такого быть не может.

Однако некоторые признаки других чудовищ мы можем объяснить генетическими мутациями. То есть совершенно очевидно, что эти монстры не были результатом механического соединения, значит, они как-то уродились и развились. Например, чрезмерная волосатость некоторых монстров объясняется уже известным отклонением в формировании волосяного покрова. Людей с такими особенностями мы можем встретить и сегодня, но их очень мало в мире. У некоторых чудовищ — своеобразные конечности, это можно объяснить полидактилией (ситуация, когда развивается больше пальцев, чем положено) или синдактилией (когда два соседних пальца срастаются в один). Развитие дополнительной пары конечностей и некоторые другие особенности чудовищ можно также объяснить аномальной близнецовостью и сбоями в работе хокс-гена (отвечающего за план-строение нашего организма).

— И когда я еще подростком задумывалась о том, как древние додумывались до всего этого ужаса, то отвечала на это так: у населения действительно была возможность наблюдать синдромы, но частота их появления была мала, чтобы стать обыденной и в то же время достаточно велика, чтобы люди это запомнили, — отметила Елена Кизилова.

Фото: Википедия, автор — г-н Оинари (Япония)

Котопес в пробирке

Ученых-биологов также интересовали химеры как необычные организмы, поэтому они решили научиться их создавать. Первые опыты были проведены на червях: им пересаживали некоторые части как собственного организма, так и других. Результаты показали, что особь при этом вполне нормально функционирует. Ученые также предпринимали попытки провести подобные эксперименты на куколках шелкопряда и на личинках амфибии. Эксперименты с последними показали, что размерность при пересадке материала на стадии личинки (когда нет еще никакой формы) может быть сдвинута в сторону развивающих систем.

Следующим подопытным организмом стали гидры: vulgaris (обычная) и oligactis (длинностебельчатая). В результате этих экспериментов выяснили, что у животных возможны сходные с растениями процессы в тех случаях, когда, например, на яблоню прививается ветка сливы. Кроме того, ученые путем смешивания получили мозаичную гидру (ее легко можно было определить по внешнему виду), выяснилось, что при размножении она расхимеривается, то есть воспроизводится только одна форма из двух, сосуществующих в этом организме.

— Дальше опыты по химеризации притихли, потому что не было достойного объекта, понадобилось 50 лет, прежде чем люди стали работать с млекопитающими. Изучение их эмбрионов могло помочь в совершенствовании сельскохозяйственных животных, а в случае с человеком — бесплодным парам.

В раннем развитии млекопитающих есть несколько стадий, но эмбрион доступен для вмешательства короткое время (от 3 до 15 дней). Долгое время это было лишь теорией и стало реальностью, только когда появились техники микроманипуляций. Размер эмбриона 100 микрометров. Это — очень маленький и очень хрупкий объект, чтобы поддержать его жизнь, нужны специальные среды, газовый состав, и все нужно делать очень быстро.

Однако манипуляции с зародышем — это лишь один вид химеризма — эмбриональный, когда смешение материалов происходит на этапе формирования организма. Но приматы подвержены так же и вторичному химеризму, например, по типу плод-плод (когда в утробе развивается два и больше плода, которые могут обмениваться клеточным материалом), есть также по типу мать-плод (из названия понятно, что это — когда клетки матери попадают в плод) и плод-мать (соответственно, наоборот). Процессы такого типа были открыты, что называется «на кончике пера», то есть ученые-иммунологи предположили, что если мы наблюдаем сильный иммунный ответ, то, возможно, он создан материалом, чуждым по происхождению. Позднее нашлись прямые доказательства этой гипотезе. Сейчас мы знаем около 12 синдромов, которые обусловлены такими процессами: они могут как включать тяжелые поражения опорно-двигательного аппарата, так и проходить бессимптомно (например, у женщин, которые являются химерами своих детей).

Фото: кадр из фильма «Химера» (2009)

— Широко известен клинический случай, когда женщина 27 лет носила клетки сына и, входя в состав иммунной системы, они ее защищали от патогенных агентов. И это очень характерно для человека как биологического вида, — объясняет Елена Кизилова. — Случаи химеризма участились с применением вспомогательных репродуктивных технологий, но внятных объяснений этого феномена у приматов до сих пор нет.

Ученые попытались вывести химеру с нарушением принципа гомологии органов и тканей. Они взяли дрозофилу, выделили зачаток нервной системы и эти клетки ввели зародышу лягушки. В силу того, что дрозофилы и лягушки принадлежат к разным ветвям животным, их нейроны очень сильно отличаются. Клетки дрозофилы прижились в мозге лягушки и установили связь с ним. Кроме того, внешне такие лягушки оказались больше в 2-3 раза и имели другую окраску. Влияние на поведение осталось непонятным, потому что вид лягушек, участвовавший в эксперименте, мухами не питается.

— Химеры используются в традиционных научных задачах: анализе органов и тканей, тестировании тканей и клеток взрослых животных, — говорит Елена Кизилова. — Также химеризм позволяет получать нужные трансгенные организмы и позволяет преодолеть межвидовой барьер трансплантации при сохранении редких и исчезающих видов.

Подготовила Юлия Позднякова
Источник: COPAH.info

Артур Скальский

© Babr24.com

Наука и техникаМир

1969

08.01.2014, 11:02

URL: http://babr24.com/?ADE=122240

bytes: 8423 / 7929

Обсудить на форуме Бабра в Telegram

Поделиться в соцсетях:

Другие статьи в рубрике "Наука и техника"

Шнобелевская премия 2020: Путин, гелиевый крокодил, нож из экскрементов и многое другое

Состоялась ежегодная церемония вручения Шнобелевской премии. В 2020 году она, как и многие другие мероприятия, проходила в режиме онлайн. Напомним, что эта премия является шуточной научной наградой. Её получают те учёные, чьи исследования больше кажутся забавными, чем практичными.

Миша Ковальски

Наука и техникаМир

1948

21.09.2020

Игорь Бычков: новая попытка захвата власти

Судя по всему, недавний скороспелый ученый совет в Иркутском научном центре и последовавший скандал вокруг него - только начало большого проекта передела иркутской науки.

Максим Бакулев

Наука и техникаРасследованияСкандалыИркутск

6606

20.09.2020

Следственный комитет должен заниматься преступлениями в исторической науке

Сообщают, что председатель Следственного комитета РФ, генерал юстиции Александр Бастрыкин решил создать подразделение в составе Следственного комитета, которое бы занималось расследованиями в сфере реабилитации нацизма и фальсификации истории.

Дмитрий Верхотуров

Наука и техникаИсторияРасследованияРоссия

8471

15.09.2020

В Китае найден древнейший атлас тела

Учёные наконец-то разгадали таинственный манускрипт, которому насчитывается более 2000 лет. Шелковая рукопись была найдена в Китае при раскопках гробницы Мавандуй ещё в 1973 году. Всё это время письмена не могли расшифровать, потому что они были написаны на древнем диалекте.

Миша Ковальски

Наука и техникаИсторияМир

3428

05.09.2020

Скандал в ИНЦ продолжается

Продолжается борьба за власть в Иркутском научном центре и попытка снятия со своей должности директора ИНЦ Константина Апарцина. 1 сентября на сайте ИНЦ была опубликована выписка из протокола Ученого совета ФГБУН ИНЦ СО РАН от 28.08.2020 года.

Лера Крышкина

Наука и техникаРасследованияИркутск

6287

01.09.2020

Любовь к романтике вызываетcя мутацией

В большинстве случаев мутация ассоциируется с чем-то страшным и опасным. На самом деле это не так. Мутация — это любое изменение генетического кода. Оно может не только превращать организмы в мутантов, но и быть вполне полезным.

Миша Ковальски

Наука и техникаМир

3142

31.08.2020

Закулисная революция в Иркутском научном центре

Пока вы спали (С), в Иркутском научном центре произошла незаметная, но для многих громкая революция. Началось все с обмена любезностями между действующим директором ИНЦ Константином Апарциным и научным руководителем того же ИНЦ Игорем Бычковым.

Лера Крышкина

Наука и техникаРасследованияИркутск

8604

31.08.2020

Вероятность светового загрязнения Байкала исследуют иркутские учёные

Молодые учёные Иркутска завершили экспедицию по Байкалу, целью которой было изучить, как искусственный свет влияет на эндемичные организмы озера. Экспедиция длилась два дня - 19 и 20 августа 2020 года.

Миша Ковальски

Наука и техникаМолодежьИркутск Байкал

4182

28.08.2020

Сибирские учёные создали ГМО осину

Группа российских ученых вывела новый сорт осины (он же тополь дрожащий). Она отличается ускоренным ростом. По словам учёных, разработка может быть востребована предприятиями лесной отрасли.

Миша Ковальски

Наука и техникаЭкологияКрасноярск

3599

25.08.2020

Работа иркутских учёных вошла в мировой отчёт о состоянии климата планеты

В августе 2020 года вышел ежегодный международный отчет «State of the Climate 2019». В издание включены результаты научных оценок состояния климата нашей планеты. Выпуск глобального отчета издается Американским метеорологическим обществом.

Миша Ковальски

Наука и техникаЭкологияИркутск

3829

21.08.2020

К концу века женщины станут умнее и перестанут рожать

Население нашей планеты наконец-то начнёт снижаться после 2064 года. Такие выводы сделала команда исследователей из Вашингтонского университета Сиэтла. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Lancet.

Миша Ковальски

Наука и техникаМир

4461

19.07.2020

Байкальскими нерпами займется Москва

Масштабное исследование единственного байкальского млекопитающего организуют московские учёные совместно с фондом «Озеро Байкал». Об этом стало известно 13 июля 2020 года.

Миша Ковальски

Наука и техникаБратья меньшиеЭкологияРоссия Байкал

4500

15.07.2020

Смарт: Бабр для умных

Банковские технологии — лазейка для мошенников?

Технологии в банковской сфере, с одной стороны, призваны повысить безопасность и защитить наши денежные средства от мошенников, но с другой — зачастую именно они и становятся той брешью в системе безопасности, через которую прорываются мошенники.

Алиса Беглова

Интернет и ИТРоссия

644

22.09.2020

Новые ПДД: тонировка, «островки» и средства индивидуальной мобильности

Вслед за корректировкой регламента по приёму экзаменов на водительские права обществу явили новые изменения в правила дорожного движения. Проект ПДД с поправками разработали совместно Минтранс и ГИБДД. Ранее на SmartBabr: Будет сложно.

Алиса Беглова

Интернет и ИТРоссия

2332

16.09.2020

Аналог человеческой кожи, способный ощущать боль

Австралийские исследователи впервые разработали искусственную кожу, которая может чувствовать боль, как человеческая кожа. Эта инновация может найти применение в области здравоохранения и, конечно же, в робототехнике.

Александр Егоров

Интернет и ИТРоссия

1337

18.09.2020

Окей, Google, ты шпион?

Голосовые помощники постоянно прослушивают пространство в ожидании поступления команд. При этом большинство приложений передают часть информации на серверы разработчиков, где данные хранятся бессрочно. Об этом рассказал создатель сервиса разведки утечек DLBI Ашот Оганесян.

Александр Егоров

Интернет и ИТРоссия

18

23.09.2020

Пронесло: законопроект о блокировке «экстремистских» сайтов без суда отклонён

Недавно стало известно, что в Госдуму внесён законопроект, предполагающий блокировку «экстремистских» сайтов оперативниками. Без суда и следствия. На основании мнения одного эксперта. Правительство РФ, к счастью, не поддержало данную инициативу. Как же власть упустила такую прекрасную возможность?

Александр Егоров

Интернет и ИТРоссия

1305

18.09.2020

Лица Сибири

Хомич Альбина

Загерсон Виктор

Юмашев Евгений

Мельниченко Андрей

Матханов Владимир

Дронов Михаил

Цыренов Баир Цыденович

Тощева Мария

Курамшина Елена

Князев Александр