15.7F: Генетична мозаїка
- Page ID
- 5280
Генетична мозаїка - істота, тіло якого побудовано з суміші клітин двох і більше різних генотипів. У ссавців вони виникають за кількома різними механізмами:
- Злиття двох різних зигот, або ранніх ембріонів, в одну. (Зворотний процес, який виробляє однакових близнюків!) Отримане тварина називається химерою (на честь чудовиська в грецькій міфології з головою лева, козячим тілом і зміїним хвостом). Тетрабатьківська миша - це химера, утворена таким чином. Але в рідкісних випадках той самий процес може відбуватися спонтанно у людини (особливо тих, хто використовує екстракорпоральне запліднення).
- Розподіл кровоносних запасів окремими ембріонами. Це відбувається з випадковими братськими близнюками великої рогатої худоби, а також - рідше - з людськими братськими близнюками, які ділили одну і ту ж плаценту. Стовбурові клітини крові кожного близнюка сідають кістковий мозок іншого. Мозаїкою є тільки їх кров'яні клітини.
- Під час раннього розвитку помилки під час мітозу можуть виробляти стовбурові клітини, які продовжують заповнювати тканину або орган, наприклад, хромосомною аберацією (наприклад, анеуплоїдом).
Приклад: Іноді дитина народжується з клітинами крові, які мають три копії хромосоми 21 (той самий набір, що відповідає за синдром Дауна). Це може спричинити хворобу, схожу на лейкемію, яка, на щастя, часто зникає, коли популяція клітин зменшується.
- Всі самки ссавців є мозаїкою для генів на Х-хромосомі через випадкову інактивацію тієї чи іншої Х-хромосоми у всіх їх соматичних клітині.
- Кому, кому не пощастило мати рак, є генетичною мозаїкою, оскільки всі види раку складаються з нащадків клітин, що несуть набір мутацій, не знайдених у нормальних клітині.
- Останні досягнення дозволили секвенувати кодування частин генома окремих клітин. Ранні результати показують, ніж навіть нормальні клітини у дорослої людини накопичили набір соматичних мутацій, який відрізняється від клітини до клітини. Так що всі ми генетичні мозаїки! Однак швидкість соматичних мутацій у цих нормальних клітині становить лише четверту частину від швидкості розвитку ракових клітин.
Тетрабатьківська миша
Як випливає з назви, тетрабатьківські миші мають чотирьох батьків: двох батьків і двох матерів (не включаючи прийомну матір, яка їх народжує!). Ось як вони виготовляються:
- Ранні ембріони на 8-клітинній стадії видаляють у двох різних вагітних мишей і поміщають у середовище культури тканин.
- Два різних ембріона обережно зіштовхуються разом і, часто, зливаються в єдиний ембріон.
- Після періоду подальшого зростання в культурі зрощений ембріон імплантується прийомній матері (матка якої була підготовлена до імплантації шляхом спарювання її з вазектомізованим самцем).
- Миша, яка народжується, - це химера, всі (зазвичай) органи якої складаються з деяких клітин, отриманих від однієї пари батьків, а деякі клітини, отримані з іншої пари.

На фотографії зображена тетрабатьківська миша, отримана від пари інбредних мишей з чорним хутром та пари з білим хутром. Зверніть увагу на переплетення чорних і білих плям. Ця миша не така, як гібрид F 1, отриманий шляхом спаровування білої миші з чорною. У такому випадку всі клітини були б одного генотипу, а шерсть була б однорідною коричневою.
Тетрагаметічна людина
Доповідь Ю., та ін. у випуску 16 травня 2002 року The New England Journal of Medicine документує відкриття тетрагаметної жінки; тобто жінка, походить від чотирьох різних гамет, а не лише двох. Вона звернулася до уваги лікарів, тому що їй потрібна була пересадка нирки.


- Типування тканин, яке робиться з клітинами крові, показало, що вона успадкувала область HLA «1" свого батька (якому було 1,2) та область «3» своєї матері (якій було 3,4).
- У неї було два брата,
- Той, хто успадкував 1 від батька і 3 від матері
- Інший, хто успадкував 2 від батька і 3 від матері.
- Її чоловік набрав 5,6
- З трьох її синів,
- Один був 1,6, чого слід було очікувати
- два інших були обидва 2,5. 5, які вони отримали від батька, але звідки взялися 2?
- Перша думка полягала в тому, що вона не могла бути їхньою матір'ю, але явно вона знала краще. (Батьківство іноді може викликати сумніви, але не материнство.)
- Підказка прийшла від набору інших тканин. ДНК-аналіз її клітин шкіри, волосяних фолікулів, клітин щитовидної залози, клітин сечового міхура та клітин, зішкрібаних зсередини її рота, виявив не тільки 1 і 3, але також 2 і 4. Незрозуміло, чому її кістковий мозок став винятком - містив всього 1,3 стовбурових клітини.
- Як ці результати були можливі? Найбільш розумне пояснення полягає в тому, що
- Її мати одночасно овулювала дві яйцеклітини, одна з яких містить хромосому 6 з HLA 3, а інша з HLA 4.
- Її батько, звичайно, виробляв би однакову кількість сперматозоїдів, що містять 1 і 2.
- 1-сперматозоїд запліднив 3-яйцеклітину.
- 2-сперматозоїд запліднив 4-яйцеклітину.
- Незабаром після цього отримані ранні ембріони злилися в єдиний ембріон.
- Оскільки цей ембріон перетворився на плід, обидва типи клітин брали участь у побудові її різних органів, включаючи її огонію (але не, мабуть, стовбурові клітини крові в її кістковому мозку).
- Хоча вона була мозаїкою для HLA (та інших) генів на хромосомі 6, всі її клітини були XX. Тож обидві успішні сперматозоїди батька перенесли його Х-хромосому.
Однак були виявлені тетрабатьківські люди, які також були мозаїчними для статевих хромосом; тобто деякі їх клітини були XX; інші XY. У деяких випадках цей мозаїчний малюнок призводить до гермафродиту - людини з сумішшю чоловічих і жіночих статевих органів.
Так які у неї шанси знайти відповідного донора нирок?
Область HLA на хромосомі 6 несе набір генів, які кодують основні трансплантаційні антигени; тобто антигени, які викликають відторгнення трансплантата. Зазвичай існує лише шанс 1 з 4, що два брати і сестри поділяють однакові трансплантаційні антигени, якщо обидва батьки були гетерозиготними, як у її випадку. Але оскільки ця жінка має всі чотири набори трансплантаційних антигенів, вона може прийняти нирку від будь-якого з її братів, а також від матері (її батько був мертвий), не боячись відкинути її.Лабораторні тести підтвердили, що вона не в змозі генерувати Т-клітини, здатні реагувати проти клітин будь-якого брата або її матері.Химери Щура-Миші

У випуску 3 вересня 2010 року Cell, Кобаясі та ін. повідомити про створення здорових щурів-мишачих химер:
- миші з функціонуючими тканинами щурів
- щурів з функціонуючими тканинами миші.
Їх процедура:
- Генерувати індуковані плюрипотентні стовбурові клітини (ІПСК) з ембріональних фібробластів кожного виду.
- впорскувати:
- миші IPSCs в бластоцисти щурів
- щур IPSCs в мишачі бластоцисти.
- Імплантують ці бластоцисти в матку псевдовагітних прийомних матерів того ж виду, що і бластоциста.
Миша Pdx-1 −/−
Pdx-1 кодує фактор транскрипції, який має важливе значення для розвитку підшлункової залози. Трансгенні миші, які не мають функціонуючого гена Pdx-1 (Pdx-1 −/−), гинуть незабаром після народження.
Однак Кобаясі та ін. виявили, що ін'єкція індукованих щурами плюрипотентних стовбурових клітин (IPSCs) у мишачі Pdx-1 −/− бластоцисти створила кілька життєздатних мишачих химер в комплекті з підшлунковою залозою, що складається майже виключно з клітин щурів. Підшлункова залоза була повністю функціональною, виробляючи як екзокринні виділення (наприклад, амілазу підшлункової залози), так і ендокринні секрети (наприклад, інсулін, глюкагон та соматостатин).