Химерные и трансгенные животные. И получение химерных животных

Все мы знакомы с античной мифологией, которая населяла мир странными животными. Облик этих причудливых существ составляли разные части тела льва, змеи, орла, козы, рыбы... Гиппокампы, грифоны, химеры, сфинксы и прочие звери плодились воображением древних людей, а сейчас доживают свой век в современных фэнтези. Свой вклад в неомифологию делает и таксидермист Эндрю Ланкастер. Мастер, живущий в Новой Зеландии, создает , соединяя зверей, птиц и кукол.

Химеры - это не только ценный мех выдумки древних греков, но и биологический термин. Странные животные с разными частями тела от разных родителей действительно существуют. Природа сопротивляется, так что вывести живую химеру с генетически разнородными тканями не так просто, как сделать ее чучело. Ну а экспериментировать с людьми ученым и вовсе никто не даст, а таксидермист Эндрю Ланкастер успешно заменяет человеческие части тела кукольными.

Эндрю Ланкастер (Andrew Lancaster) родом из Великобритании, но уже 14 лет живет в Новой Зеландии - стране, где вроде бы и так хватает забавных живых существ (кстати, таксидермистом он стал как раз после переезда). Ан нет, ко всему-то человек привыкает. Пару лет назад чучельник взялся соединять несоединимые виды и подарил человечеству много химер. С его легкой руки появились трехглавые куры, куклозайцы и летающие свиньи.

В Новой Зеландии будущий креативный таксидермист часто видел на обочинах дорог сбитых животных. Жизнь им уже все равно не вернуть, так пусть хотя бы их останки не гниют на трассе, думал Эндрю Ланкастер, сдавал назад и подбирал очередную находку. Зверушки поменьше помещаются в морозилке, «под мороженым и овощами», для более крупных готовится специальный раствор.

Эндрю Ланкастер работает смотрителем причала, так что занимается актуальными вопросами таксидермии только по вечерам и выходным. Часто зверушкам приходится подождать, пока у хозяина появится время для манипуляций с опилками, тряпицами и проволокой.

Проблем с защитниками окружающей среды у автора нет, ведь для своих творческих экспериментов он никого не убивает. Зато есть проблемы с благоверной: супруга не разрешает креативному таксидермисту превращать дом в кунсткамеру, так что свежесозданным химерам приходится побыстрее искать новых хозяев. Благо выдумки всегда в цене, и странные создания исправно находят покупателей на просторах Интернета.

Выяснил природу данного явления.

Химеры могут возникать

в результате прививок растений
под влиянием мутаций соматических клеток .

Периклинальные химеры бывают:

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

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 .

Химеры в зоологии

Мышь-химера (справа).

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). У гетерозиготных (не однояйцевых) близнецов химеризм может возникать в результате объединения кровеносных сосудов (анастомозов). 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 .

Фетальный и материнский микрохимеризмы

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Химера (биология)" в других словарях:

Химера из Ареццо этрусская скульптура из бронзы. Музей археологии, Флоренция, Италия Химера (греч. Χίμαιρα, «коза») в греческой мифологии чудовище с головой и шеей льва, туловищем козы, хвостом дракона; порождение Тифона и Ехидны … Википедия

У этого термина существуют и другие значения, см. Химера (значения). Химера из Ареццо этрусская скульптура из бронзы. Музей археологии, Флоренция … Википедия

Орнитоптера химера … Википедия

Гибрид лошади и зебры Гибрид (от лат. hibrida, hybrida помесь) организм (клетка), полученный вследствие скрещивания генетически различающихся форм. Понятие гибрид особенно распространено в ботанике, но применяется и в зоологии. В … Википедия

Во время беременности, двухстороннее движение иммунных клеток может происходить через плаценту. Обменянные клетки могут делиться и устанавливать долгосрочные клеточные линии, которые иммунологически активны даже спустя десятилетия после родов.… … Википедия

Схема прививки почки: 1 почка привоя удаляется вместе с подлежащими тканями; 2 4 почка вставляется в Т образный разрез на стебле подвоя и там закрепляется, 5 почка образует побег Вегетативная гибридизация одна из центральных концепций… … Википедия

В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете … Википедия

Со школьной скамьи мы знаем, что химера − мифическое чудовище. Какими бы чертами характера его не наделяли мифы и сказки, выглядело оно отталкивающе.

Что же такое химера

С точки зрения биологов, химера − организм, состоящий из клеток с разными генами. Химеризм проявляется у растений, животных и даже людей, в том числе − близнецов. Генетические мутации, часто происходящие без участия человека, привели к появлению следующих животных.

Кошки Венера

Ее необычная внешность чуть не оставила животное в приюте навсегда. Эксперты считают: мурка стала наглядным примером химеризма, в результате которого получились разные по цвету глаза и двухцветная шерстка.

Френк-и-Луи

Сложно понять, что это − одна голова на двух животных или две головы на одном коте. Генетическую мутацию, коснувшуюся несчастного, называют «синдромом Януса», и это не первый кот с подобной проблемой.

Поросенок Руди

В приюте для животных он получил второе имя − Двойка. Животное имело два ушка, три глаза и два пятачка, разместившихся на вполне сформированных черепах, но всего одной шее. Сотрудники приюта выкупили существо у хозяев, чтобы оно не стало ценным экспонатом в зверинце. Прожил малыш недолго.

Рыбы-химеры

Их характерной особенностью называют вальковатое тело, слегка сжатое по бокам и постепенно сходящее на «нет» к хвосту. Последний часто выглядит как длинный шнур. Парные плавники таких особей имеют тонкие, гибкие, но довольно мясистые лопасти.

Тигр Кенни

Он родился в неволе не только с белой шкурой, но и со странной мордой. Животное не могло смыкать челюсти, а его мозг был гипертрофирован. Жизнь его оборвалась в 2008 году. Причиной смерти стало онкологическое заболевание.

И получение химерных животных

Одним из перспективных направлений микроманипуляций на ранних эмбрионах является искусственное получение химер, или генетических мозаиков.

Понятие химера (греч.Chimaira) означает составное животное. Сущность биотехнологического метода получения химер заключается в искусственном объединении с помощью микрохирургических манипуляций эмбриональных клеток двух (и более) животных, относящихся к разным породам и даже видам. Таким образом, животные – химеры несут в одном организме признаки обоих эмбрионов, отличающихся между собой разными генотипами (рис. 9.10).

Принято считать, что успешная пересадка эмбрионов может быть осуществлена только между самками одного вида. Пересадка эмбрионов, например, от овец к козам и наоборот, сопровождается их приживляемостью, но не завершается рождением потомства. Во всех случаях межвидовых беременностей непосредственной причиной абортов является нарушение функции плаценты по причине иммунологической реакции материнского организма на инородные антигены плода. Эта несовместимость может быть преодолена получением химерных эмбрионов с помощью микрохирургии, с применением следующих методов:

Рис. 9.10. Получение химер (генетических мозаиков)

Первый метод по получению химер основан на объединении бластомеров из эмбрионов одного вида. С этой целью получали сложные химерные эмбрионы овец объединением 2-, 4-, 8-клеточных эмбрионов. Каждый сложный объединённый эмбрион состоял из равного числа бластомеров эмбрионов 2-8 родителей. Пересадку внутренней клеточной массы каждого донора (бластомеры) путём инъекции переносили внутрь бластоцисты реципиентов.

При этом общее число клеток колебалось от четырёх до восьмикратного увеличения нормального числа клеток. Эмбрионы вводили в перевязанные лигатурой яйцеводы овец до развития до стадии бластоцисты. Нормально развивающиеся бластоцисты пересаживали реципиентам и получали живых ягнят, большинство из которых оказались химерными по данным анализа крови и внешним признакам.

Второй метод по получению химер основан на слиянии клеточной массы двух или нескольких эмбрионов внутри одной зоны пеллюцида. Этим методом можно получать агрегационные химеры.Метод состоит в том, что 8-клеточные эмбрионы инкубируют в среде с протеолитическим ферментом, переваривающим оболочки яйцеклетки. Освобождённые от оболочек эмбрионы соприкасаются между собой, в результате чего их клетки сливаются иперемешиваются. Искусственное получение химер началось с середины 70-х годов (М. Ларен, 1976). В животноводстве известны искусственные химеры как внутривидовые, так и межвидовые.

В Германии получены агрегационные химерные животные после соединения половинок 5-6 дневных эмбрионов от коров-доноров швицкой и голштинской пород крупного рогатого скота. Из семи полученных телят у пяти отсутствовали признаки химеризма, а два сочетали в своём фенотипе характерную масть двух исходных пород – бурую и чёрно-пёструю.

Животные-химеры несут в себе признаки обоих эмбрионов, то есть являются потомками не двух, а четырёх родителей. В 1993 году такой четырёхродительский химерный телёнок был получен в результате слияния эмбрионов двух подвидов крупного рогатого скота Bos Taurus и Bos indicus. Но при иммунологическом анализе у него был обнаружен эритроцитарный антиген, характерный для подвида Bos Taurus.

В университете штата Калифорния получены химеры овцы пород рамбулье и финский ландрас (Дж. Батлер и др. 1985). Однако из 15 полученных ягнят только у 5 методом анализа групп крови подтвердился химеризм.

Свои особенности наблюдаются и при получении межвидовых гибридов. Межвидовые химеры – эмбрионы после пересадки эмбрионов приживляются лишь в 10% случаев. Примером получения межвидовых химер в животноводстве служат овцекозы, сочетающие признаки овцы и козы (К. Файл и др., 1994; С. Майнике-Тилмани, Б. Майнике, 1994).

Авторы отмечают, что химерные животные не передают потомству характерную для них генетическую мозаичность. Подобно гетерозиготным или гибридным животным у потомков происходит расщепление, в результате чего нарушаются ценные генетические комбинации.

Хотя химерные животные поддерживают ценные хозяйственно полезные признаки лишь на протяжении одного поколения в скотоводстве, они могут представлять большой практический интерес. Он заключается в создании животных, сочетающие важные хозяйственно-полезные признаки, как, например, мясную и молочную продуктивность, которые являются антагонистами и трудносовместимы в одном животном.

Химерами называют организмы или их части, состоящие из генетически разнородных тканей. Впервые этот термин применил немецкий ботаник Г. Винклер (1907) для форм растений, полученных в результате сращивания паслена и томата. В дальнейшем (1909) Э. Баур, изучая пеларгонию пестролистные, выяснил природу химер. Различают несколько типов причудливых организмов:

· химеры мозаичные (гиперхимеры) - в них генетически разные ткани образуют тонкую мозаику;
· химеры векториальни - у них разнородные ткани расположены большими участками;
· химеры периклинальных - ткани с разными генотипами лежат слоями друг над другом;
· химеры мериклинальни - их ткани состоят из смеси секториальних и периклинальных участков. Химеры могут возникать в результате прививок растений и под влиянием мутаций соматических клеток. Компоненты химер могут отличаться друг от друга генами ядра, числом хромосом или генами пластид или митохондрий. Причудливые организмы часто используются в научных исследованиях.

Принцип получения химер сводится главным образом к выделению двух или большего числа ранних зародышей и их слияния. В том случае, когда в генотипе зародышей, использованных для создания химеры, есть отличия по ряду характеристик, удается проследить судьбу клеток обоих видов. С помощью причудливых мышей было, например, решен вопрос о способе возникновения в ходе развития многоядерных клеток поперечнополосатых мышц. Изучение химерных животных позволило решить множество проблем, и в будущем благодаря применению этого метода появится возможность решать сложные вопросы генетики и эмбриологии. Получение таких эмбрионов осуществляется во многих лабораториях. Принцип получения химер сводится главным образом к выделению двух и большего числа ранних зародышей и их слиянию. В том случае, когда в генотипе зародышей, использованных для создания химеры, есть отличия по ряду характеристик, удается проследить судьбу клеток обоих типов.

Два метода получения химер: 1) агрегационный - объединение двух и более морул или бластоцист в один эмбрион; 2) инъекционный - микроинъекция клеток внутриклеточной массы бластоцисты доноров в бластоцель эмбриона-реципиента. Имеются внутривидовые и межвидовые химеры лабораторных животных и с/х животных. В потомстве химерных животных не сохраняется родительский генотип, происходит расщепление, и нарушаются ценные генетические комбинации.

Развитие генной инжинерии создало принципиально новую основу для конструирования последовательностей ДНК, необходимых исследователю. Успехи в области экспериментальной эмбриологии позволили создать методы введения таких искусственно созданных генов в ядра сперматозоидов или яйцеклеток. В результате возникла возможность получения трансгенных животных.

Трансгенные организмы

Трансгенными называют растения и животных, содержащие в своих клетках ген чужого организма, входящий в хромосомы. Их получают, используя методы генной инженерии. Трансгенные организмы могут иметь большое значение для повышения эффективности сельского хозяйства и в исследованиях в области молекулярной биологии.

Первые генетически модифицированные организмы, полученные с помощью методов молекулярной биологии, появились на свет только в 80-х годах XX века. Ученые сумели изменить геном растительных клеток, добавляя в них необходимые гены других растений, животных, рыбы и даже человека.

Первый трансгенный организм (мышь) был получен Дж. Гордоном с сотрудниками 1980 г. На начале 90-х годов в Китае было проведено первое коммерческое испытания генетически модифицированных сортов табака и томатов, устойчивых к вирусам. А в 1994 г. в США впервые поступили в торговую сеть продуктов питания плоды генетически измененных томатов с сокращенным сроком созревания.

В ряде экспериментов было установлено, что мыши, развивающиеся из зиготы, в которую была введена чужеродная ДНК, содержат в своем геноме фрагменты этой ДНК, а иногда у них происходит и экспрессия чужеродных генов.

Целью создания трансгенных организмов является получение организма с новыми свойствами. Клетки трансгенного организма производят белок, ген которого был внедрен в геном. Новый белок могут производить все клетки организма (неспецифическая экспрессия нового гена), либо определенные клеточные типы (специфическая экспрессия нового гена).

Создание трансгенных организмов используют:

- в научном эксперименте для развития технологии создания трансгенных организмов, для изучения роли определенных генов и белков и биологических процессов; огромное значение в научном эксперименте получили трансгенные организмы с маркерными генами
- в сельском хозяйстве для получения новых сортов растений и пород животных;
- в биотехнологическом производстве плазмид и белков.

В настоящее время получено большое количество штаммов трансгенных бактерий, линий трансгенных животных и растений. Близко по смыслу и значению к трансгенным организмам находятся трансгенные клеточные культуры. Ключевым этапом в технологии создания трансгенных организмов является трансфекция -- внедрение ДНК в клетки будущего трансгенного организма.

Если гибридную ДНК ввести в оплодотворенное яйцеклетку, могут быть получены трансгенные организмы, экспрессирующие мутантный ген и передающие его потомками. Генетическая трансформация животных позволяет установить роль отдельных генов и их белковых продуктов как в регуляции активности других генов, так и при различных патологических процессах. С помощью генетической инженерии созданы линии животных, устойчивых к вирусным заболеваниям, а также породы животных с полезными для человека признаками.