Сага о химерах. Елена Кизилова
DESCRIPTION
Выступление в научном кафе "Эврика!". Новосибирский Академгородок. 29 октября 2013 г.TRANSCRIPT
![Page 1: Сага о химерах. Елена Кизилова](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020207/554e8be5b4c905fc368b4962/html5/thumbnails/1.jpg)
САГА О ХИМЕРАХ
![Page 2: Сага о химерах. Елена Кизилова](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020207/554e8be5b4c905fc368b4962/html5/thumbnails/2.jpg)
Наиболее Общей Теории Химер пока не существует
![Page 3: Сага о химерах. Елена Кизилова](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020207/554e8be5b4c905fc368b4962/html5/thumbnails/3.jpg)
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.
![Page 4: Сага о химерах. Елена Кизилова](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020207/554e8be5b4c905fc368b4962/html5/thumbnails/4.jpg)
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
Что по этому поводу думают гуманитарии?
![Page 5: Сага о химерах. Елена Кизилова](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020207/554e8be5b4c905fc368b4962/html5/thumbnails/5.jpg)
ламия
![Page 6: Сага о химерах. Елена Кизилова](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020207/554e8be5b4c905fc368b4962/html5/thumbnails/6.jpg)
тифон
![Page 7: Сага о химерах. Елена Кизилова](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020207/554e8be5b4c905fc368b4962/html5/thumbnails/7.jpg)
ехидна
![Page 8: Сага о химерах. Елена Кизилова](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020207/554e8be5b4c905fc368b4962/html5/thumbnails/8.jpg)
Что думают биологи развития?
Облик химеры может варьировать.
НО!
При любом из вариантов очевидно, что в развитии этого животногопроизошли серьёзные нарушения общего плана строения тела и симметрии,нарушен принцип гомологии органов и тканей.
![Page 9: Сага о химерах. Елена Кизилова](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020207/554e8be5b4c905fc368b4962/html5/thumbnails/9.jpg)
![Page 10: Сага о химерах. Елена Кизилова](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020207/554e8be5b4c905fc368b4962/html5/thumbnails/10.jpg)
![Page 11: Сага о химерах. Елена Кизилова](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020207/554e8be5b4c905fc368b4962/html5/thumbnails/11.jpg)
НАРУШЕНИЕ ЗАКОНА ГОМОЛОГИИ ОРГАНОВ И ТКАНЕЙ
![Page 12: Сага о химерах. Елена Кизилова](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020207/554e8be5b4c905fc368b4962/html5/thumbnails/12.jpg)
Массовое сознание с лёгкостью называет«химерой» любых монстров и мутантов
Слово «химера» используется дляобозначения невозможного илинесочетаемого
Ложная идея, пустой вымысел
Что думают гуманитарии?
![Page 13: Сага о химерах. Елена Кизилова](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020207/554e8be5b4c905fc368b4962/html5/thumbnails/13.jpg)
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?
![Page 14: Сага о химерах. Елена Кизилова](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020207/554e8be5b4c905fc368b4962/html5/thumbnails/14.jpg)
![Page 15: Сага о химерах. Елена Кизилова](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020207/554e8be5b4c905fc368b4962/html5/thumbnails/15.jpg)
![Page 16: Сага о химерах. Елена Кизилова](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020207/554e8be5b4c905fc368b4962/html5/thumbnails/16.jpg)
Есть ли что-то общее в многообразии всех этих несуществующих форм?
![Page 17: Сага о химерах. Елена Кизилова](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020207/554e8be5b4c905fc368b4962/html5/thumbnails/17.jpg)
!принцип химеризма
присутствие частей тела разных (эволюционно далёких) организмов в одном существе
![Page 18: Сага о химерах. Елена Кизилова](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020207/554e8be5b4c905fc368b4962/html5/thumbnails/18.jpg)
Феномен химеризма может
быть рассмотрен в двух
качествах – существование
«оформленной» взрослой
химеры и сам по себе процесс
становления химерного
паттерна организации тела.
![Page 19: Сага о химерах. Елена Кизилова](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020207/554e8be5b4c905fc368b4962/html5/thumbnails/19.jpg)
Развитие единого организма при условии
присутствия в нём частей от разных
(других) организмов
? размерность части
? сила взаимовлияния
и регуляции
? устойчивость целого
![Page 20: Сага о химерах. Елена Кизилова](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020207/554e8be5b4c905fc368b4962/html5/thumbnails/20.jpg)
Анализ множественных ауто- и гомотипических пересадок у Lumbricidae
Коршельт, 1898
![Page 21: Сага о химерах. Елена Кизилова](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020207/554e8be5b4c905fc368b4962/html5/thumbnails/21.jpg)
Гомотипическая трансплантация, выполненная на куколках Bombyx mori
Крэмптон, 1900
![Page 22: Сага о химерах. Елена Кизилова](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020207/554e8be5b4c905fc368b4962/html5/thumbnails/22.jpg)
Головастики, полученные
в результате контакта частей
эмбрионов Rana sylvatica (т)
и R. palustris (св)
Гаррисон, Морган и мн. др. 1904-1913 гг
![Page 23: Сага о химерах. Елена Кизилова](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020207/554e8be5b4c905fc368b4962/html5/thumbnails/23.jpg)
Hydra vulgaris
Pelmatohydra olygactis
+
2. периклинальные1. секториальные
3. мозаичные(дезагрегация+гомогенизация+агрегация)
Исаев, 1923-1925
![Page 24: Сага о химерах. Елена Кизилова](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020207/554e8be5b4c905fc368b4962/html5/thumbnails/24.jpg)
Анна МакЛаррен (1927-2007)
”Multiple-gene
mouse chimaeras”
Edinburgh, 1969
![Page 25: Сага о химерах. Елена Кизилова](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020207/554e8be5b4c905fc368b4962/html5/thumbnails/25.jpg)
Dr. Beatrice Mintz Dr. Andrzej K.TarkowskiDr. Zsolt Peter Nagy
Dr. Anne McLaren
Dr. Shoukhrat
Mitalipov Dr. Levon Chailahyan
Открытие химер млекопитающих – личная заслуга этих людей
![Page 26: Сага о химерах. Елена Кизилова](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020207/554e8be5b4c905fc368b4962/html5/thumbnails/26.jpg)
Сибирская школа изучения химер – личная заслуга этих людей
![Page 27: Сага о химерах. Елена Кизилова](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020207/554e8be5b4c905fc368b4962/html5/thumbnails/27.jpg)
раннее развитие
млекопитающих
грызуны
(Mus musculus)
Hogan et al., 1994
![Page 28: Сага о химерах. Елена Кизилова](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020207/554e8be5b4c905fc368b4962/html5/thumbnails/28.jpg)
1.
дуплеты
2.
“the more – the better”
![Page 29: Сага о химерах. Елена Кизилова](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020207/554e8be5b4c905fc368b4962/html5/thumbnails/29.jpg)
МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ ХИМЕР У ЛАБОРАТОРНЫХ ГРЫЗУНОВ
а) инъекционный
б) агрегационный
+
ЭСК
ЭСК
бластоциста
6-8-12кл эмбрион культивирование in vitro
трансплантация
трансплантация
![Page 30: Сага о химерах. Елена Кизилова](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020207/554e8be5b4c905fc368b4962/html5/thumbnails/30.jpg)
Здесь будет кино
![Page 31: Сага о химерах. Елена Кизилова](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020207/554e8be5b4c905fc368b4962/html5/thumbnails/31.jpg)
КАК ЭТО РАБОТАЕТ?
![Page 32: Сага о химерах. Елена Кизилова](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020207/554e8be5b4c905fc368b4962/html5/thumbnails/32.jpg)
![Page 33: Сага о химерах. Елена Кизилова](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020207/554e8be5b4c905fc368b4962/html5/thumbnails/33.jpg)
![Page 34: Сага о химерах. Елена Кизилова](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020207/554e8be5b4c905fc368b4962/html5/thumbnails/34.jpg)
![Page 35: Сага о химерах. Елена Кизилова](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020207/554e8be5b4c905fc368b4962/html5/thumbnails/35.jpg)
ХИМЕРА – ЭТО ТАКАЯ РЕАЛЬНОСТЬ, В КОТОРОЙ ДВА РАЗНЫХ ГЕНОТИПА ОБРАЗУЮТ
ЕДИНЫЙ ЦЕЛОСТНЫЙ ОРГАНИЗМ
Они бывают
![Page 36: Сага о химерах. Елена Кизилова](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020207/554e8be5b4c905fc368b4962/html5/thumbnails/36.jpg)
ВТОРИЧНЫЙ ХИМЕРИЗМ
1. Фето-фетальные
химеры
(«плод-плод»)
2. Химеры по типу
«мать-плод»
3. Химеры по типу
«плод-мать»
![Page 37: Сага о химерах. Елена Кизилова](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020207/554e8be5b4c905fc368b4962/html5/thumbnails/37.jpg)
Bogdanova et al., 2010
![Page 38: Сага о химерах. Елена Кизилова](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020207/554e8be5b4c905fc368b4962/html5/thumbnails/38.jpg)
![Page 39: Сага о химерах. Елена Кизилова](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020207/554e8be5b4c905fc368b4962/html5/thumbnails/39.jpg)
Трансплантационные
химеры
принцип гомологии органов и тканей сохраняется
![Page 40: Сага о химерах. Елена Кизилова](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020207/554e8be5b4c905fc368b4962/html5/thumbnails/40.jpg)
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?
Трансплантационные
химеры
принцип гомологии органов и тканей нарушен
![Page 41: Сага о химерах. Елена Кизилова](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020207/554e8be5b4c905fc368b4962/html5/thumbnails/41.jpg)
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
![Page 42: Сага о химерах. Елена Кизилова](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020207/554e8be5b4c905fc368b4962/html5/thumbnails/42.jpg)
Кто похож на химеру, но химерой не является?
1. Гибриды (генетические и соматические)
2. Мозаики (хромосомные, генетические, эпигенетические)
![Page 43: Сага о химерах. Елена Кизилова](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020207/554e8be5b4c905fc368b4962/html5/thumbnails/43.jpg)
![Page 44: Сага о химерах. Елена Кизилова](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020207/554e8be5b4c905fc368b4962/html5/thumbnails/44.jpg)
Кто похож на химеру, но химерой не является?
1. Гинандроморфы
![Page 45: Сага о химерах. Елена Кизилова](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020207/554e8be5b4c905fc368b4962/html5/thumbnails/45.jpg)
3. Тератогенные эффекты разной степени тяжести,
которые вызваны «сбоем» работы генов,
управляющих основными процессами развития
(Hox и т.п.)
Кто похож на химеру, но химерой не является?
![Page 46: Сага о химерах. Елена Кизилова](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020207/554e8be5b4c905fc368b4962/html5/thumbnails/46.jpg)
4. Аномальная близнецовость («сросшиеся близнецы»)
![Page 47: Сага о химерах. Елена Кизилова](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020207/554e8be5b4c905fc368b4962/html5/thumbnails/47.jpg)
Видоспецифичность
феномена первичного химеризма
у плацентарных млекопитающих
![Page 48: Сага о химерах. Елена Кизилова](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020207/554e8be5b4c905fc368b4962/html5/thumbnails/48.jpg)
Спонтанный
химеризм у собак
Dreger and Schmutz, 2012
Poth et al., 2010
![Page 49: Сага о химерах. Елена Кизилова](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020207/554e8be5b4c905fc368b4962/html5/thumbnails/49.jpg)
Ross et al., 2007 Germ-line chimerism and paternal care in marmosets (Callithrix
kuhlii) // PNAS vol. 104, #15 6278–6282
dZ MCDAP 19-29 dpc
дизиготические двойни
95% - химеры по крови
72% - химеры по всем
тканям и всем органам
57% - химеры по гаметам
Callithrix kuhlii
![Page 50: Сага о химерах. Елена Кизилова](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020207/554e8be5b4c905fc368b4962/html5/thumbnails/50.jpg)
Ross et al., 2007
![Page 51: Сага о химерах. Елена Кизилова](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020207/554e8be5b4c905fc368b4962/html5/thumbnails/51.jpg)
Chimeric Infants Generated by Whole-Embryo Aggregation
(C and D) Genetic analysis of blood and extraembryonictissues based on microsatellite examination demonstrating presence of more than two alleles for each locus.
химеризм по всем органам и тканям, включая гонады
Каждое животное получено агрегацией 6 эмбрионов
Фенотипически все трое - самцы, конгенитальных аномалиий нет
Roku XY ---- XX
Tachibana et al., 2012
![Page 52: Сага о химерах. Елена Кизилова](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020207/554e8be5b4c905fc368b4962/html5/thumbnails/52.jpg)
Александр
Фюрстенберг
Химера, приносящая прибыль,
- это уже реальность!
![Page 53: Сага о химерах. Елена Кизилова](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020207/554e8be5b4c905fc368b4962/html5/thumbnails/53.jpg)
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
Где интенсивно используются химеры?
![Page 54: Сага о химерах. Елена Кизилова](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020207/554e8be5b4c905fc368b4962/html5/thumbnails/54.jpg)
Этическая сторона биологической проблемы:
«хорошо или плохо?»
«допустимо или недопустимо?»
![Page 55: Сага о химерах. Елена Кизилова](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020207/554e8be5b4c905fc368b4962/html5/thumbnails/55.jpg)
В лабораториях, которые занимаются
генетикой развития
В питомниках и вивариях лабораторных животных
ГДЕ ИСКАТЬ ХИМЕРУ?
Вероятнее всего –
в подклассе Eutheria
(Плацентарные млекопитающие),
особенно среди приматов
![Page 56: Сага о химерах. Елена Кизилова](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020207/554e8be5b4c905fc368b4962/html5/thumbnails/56.jpg)