Сегодня обещаем вам действительно захватывающий материал, который перевернет ваши представления о многом.
Итак, химеры.
Помните ту самую Химеру из греческой мифологии? Чудовище с головой и шеей льва, туловищем козы, хвостом в виде змеи. У нее ученые и позаимствовали название для явления, о котором будем говорить.
Я расскажу вам о штуке, про которую я всегда вру, когда рассказываю о генетике.
(Впрочем, так делают и почти все научпоп книги и учебники)
Фраза «В каждой клетке нашего тела одинаковая ДНК» - враньё.
Приведу пример, чтобы быть точнее. Сравним ее с утверждением «млекопитающие не кладут яиц». Правда же? Правда.
А как при таком постулате смотреть на утконоса?
Вот и с вопросом о единой во всех клетках тела ДНК дело обстоит так же.
В общем случае во всех клетках действительно одинаковая ДНК. Но частные случаи рвут это утверждения на кусочки!
Перечислим их в порядке нарастания градуса "Вау!"
1. Самый незаметный, но и самый распространенный вариант: небольшие мутации в существующем организме. Это и точечные мутации (когда неправильно скопировались некоторые отдельные буквы ДНК), и небольшие ошибки в копировании целых фрагментов (например, кусочек скопировался в новую цепь ДНК новой клетки дважды подряд. Или вставился в нее в обратном порядке.)
С каждым следующим делением клетки в теле накапливаются такие маленькие мутации. В результате, например, ДНК-текст клеток печени будет совсем капельку отличаться от текста ногтевой пластины. Геном огромный, и “работающие” гены (кодирующие белки) в нем занимают совсем небольшую часть. Поэтому большая часть мутаций просто по статистике попадет в "молчащую" часть ДНК, и на внешних признаках это почти никак не проявится.
Раньше ученые думали, что это очень редкое явление, что таких мутаций очень мало в каждом организме, и поэтому дали ему название "микрохимеризм".
Однако, последние исследования показывают, что они сильно ошибались! [1]
Оказалось, что в нашем теле сложно найти две клетки с совершенно одинаковой ДНК внутри! Мы, как мозаика из цветных кусочков стекла, собраны из различающихся своим кодом клеток. Отсюда появился термин “мозаицизм”. А мы с вами все - мозаики.
И если взрослому организму это не страшно (а иногда и полезно, см [1]), то при развитии эмбриона это может нести и негативные последствия: выкидыши, появление врожденных дефектов, задержки и расстройства развития. [6]
Что еще сказать про взрослых? Цитата: "Постепенное же накопление генетических мутаций в этих клетках связывают с процессами старения, различными возрастными и онкологическими заболеваниями. Информации о связи учащения мозаицизма в пожилом возрасте уже собрано немало. Недавнее исследование, включавшее в себя анализ генома почти 130 000 человек, в очередной раз подтвердило, что частота мозаицизма увеличивается со старением — особенно у мужчин".
2. Тоже "скучный" вариант клеток с очень сильно различным кодом внутри одного организма. И тоже есть у каждого из нас. Благодаря этой выдумке эволюции мы с вами можем противостоять множеству угроз. Речь идет о клетках иммунной системы. Их код не только отличается от кода других клеток тела, но и сами иммунные клетки сильно различны между собой.
3. Бывают еще варианты эмбрионального химеризма. Это когда клетки эмбриона проникают через плаценту матери и создают в ее организме свои копии. Такие копии могут существовать в ее теле еще десятки лет. Иногда организм матери может воспринять это как трансплантацию чужеродных тел и начать отторжение. А это уже может привести к развитию аутоимунных заболеваний. [7] А бывает и наоборот: клетки матери проникают в эмбрион и создают там свои копии. [2]
Как и в предыдущем случае исследования показывают, что у этого явления есть и положительные, и отрицательные стороны. С одной стороны может произойти та же история с отторжением и затем развитием аутоимунных заболеваний. С другой же стороны есть сведения, что такая передача клеток от ребенка к матери или от матери к ребенку, способствует регенеративным возможностям того, кто получил клетки.
А еще представьте себе такую ситуацию: после одной беременности в теле матери остались клетки ее ребенка. Затем она забеременела снова и в процессе вынашивания передала свои клетки новому эмбриону. А клетки от предыдущего ребенка ведь по-прежнему где-то неподалеку, помните? Вот они вместе с материнскими тоже могут перейти младшему братишке или сестренке! Звучит, конечно, безумно, но с фактами не поспоришь: передача клеток между детьми, рожденными с разницей во много лет возможна! [журнал «В Мире Науки» (май 2008)]
А ещё недавно оказалось, что микрохимеризм иногда происходит и в результате переливания крови от одного пациента к другому [8].
Но представьте себе ситуацию, когда кровь в вас ваша собственная, но анализ утверждает: клетки в ней содержат ДНК от двух разных людей!
Именно такая история случилась с чемпионом Америки в велогонках Тайлером Гамильтоном (Tyler Hamilton) весной 2005 года. Беднягу обвинили в допинге. Якобы он перелил себе кровь от другого человека незадолго перед соревнованиями (так делают, чтобы повысить количество эритроцитов в крови). Прошло много времени прежде, чем в ситуации разобрались. [3]
А мы с вами вплотную приблизились к самому шокирующему варианту химеризма.
4. Но прежде я расскажу еще пару реальных историй.
Итак, молодая женщина по имени Лидия Фэйрчайлд (Lydia Fairchild) из штата Вашингтон, уже мама пары близняшек, расходится с мужем. Развод и так тяжелый период, а тут еще и одновременная беременность девушки от теперь уже бывшего мужа. И вот Лидия решает обратиться за материальной поддержкой к государственным инстанциям своего штата. Окей, говорят они, надо пособие, так надо. Только сначала докажите, что это ВАШИ дети. Делают тест ДНК на материнство и оказывается, что близняшки вовсе не ее дети! [4]
Нет, она им не совсем чужая - ведь ЕЕ МАТЬ точно БАБУШКА этим детям. А она сама? Можно интерпретировать результаты теста как то, что она их тетя! Но упс, ни братьев, ни сестер наша героиня не имеет.
Гос.инстанция свирепеет, обвиняет девушку в попытке мошенничества и подает в суд. Ведь она захотела получить пособие на чужих детей.
Пока идут судебные формальности, у Лидии рождается третий ребенок. Хорошо, что спохватились вовремя и тут же сделали ему тест ДНК.
И оказалось, что это тоже не ее ребенок! Ни ЭКО, ни суррогатное материнство - ничего такого девушка не делала.
Суд в тупике.
Спас ситуацию адвокат, вовремя вспомнивший похожую шокирующую историю.
Обещаю, она последняя, и я наконец открою вам секрет этой загадки!
В 1998 году 52-х летней Карен Киган (Karen Keegan) потребовалась пересадка почки. Стали искать донора, и самые большие надежды на совпадение, естественно, возлагали на ее кровных детей. Провели тест ДНК и... думаю, вы уже догадались, они оказались не ее детьми. [5]
(Добавлю немного оффтопа: для пересадки лучше всего подошел ее совсем не кровный муж. Вот же забавница эта мадемуазель Фортуна!)
Ну что, пора ответить на главный вопрос. Как же все эти истории стали возможны? Ответ "близнецы, которые не случились".
Во всех трех случаях, когда наши герои были еще в утробе матери в виде одной или нескольких клеточек, у них был сосед по камере - близнец.
В самом начале беременности клетки близнецов слились вместе и продолжили развиваться уже как один эмбрион. Получилось, что обе героини заполучили себе репродуктивные органы от одного близнеца и клетки кожи и слюны, по которым делали ДНК-тесты, от другого.
Исследования [5] показали, что около 20-30% всех беременностей, которые начинаются как близнецовые, заканчиваются рождением ОДНОГО ребенка. Второй же словно поглощается первым на ранних стадиях беременности.
Фух, как же много букв получилось! Спасибо, что все еще читаете :).
А знаете, где тут настоящая подлянка? Даже в этом огромном тексте я не смогла уместить все возможные причины мозаицизма!
--------------------------
Источники:
1. Геномная головоломка: открой в себе мозаика
https://biomolecula.ru/articles/genomnaia-golovolomka-otkroi-v-sebe-mozaika
2. Микрохимеризм матери и плода
http://www.pro-life.by/nauka/issledovaniya/mikrohimerizm-materi-i-ploda/
3. Cheating, or an Early Mingling of the Blood?
https://www.nytimes.com/2005/05/10/health/cheating-or-an-early-mingling-of-the-blood.html
4. Medical mystery: Woman gives birth to children, discovers her twin is actually the biological mother
http://www.philly.com/philly/health/science/Medical_mystery_Woman_gives_birth_to_children_discovers_her_twin_is_actually_the_biological_mother.html
5. Weird: Kids' DNA Tested, Parent Informed The DNA Is Not A Match
http://ace.mu.nu/archives/118606.php
6. Kevin B Jacobs et. al 2012. Detectable clonal mosaicism and its relationship to aging and cancer.
7. Nelson, JL (1996). «Maternal-fetal immunology and autoimmune disease: is some autoimmune disease auto-alloimmune or allo-autoimmune?». Arthritis Rheum
8. Semin Hematol. 2007 Jan. Transfusion-associated microchimerism: a new complication of blood transfusions in severely injured patients.
