Двоє в одному тілі: як люди-химери живуть із двома наборами ДНК

У шостій пісні «Іліади» давньогрецький поет Гомер описав якусь божественну істоту, яка стала символом незрозумілої та загадкової природи. Чудовисько з головою лева, тілом кози та хвостом змії вивергало з пащі вогонь і мало безсмертність. Давньогрецький поет називає сутність химерою (буквально – «молода кізочка»). Пізніше біологи використовують міфічний образ, щоб описати організми, які з різнорідних клітин. Проте вчені не підозрювали, що люди також бувають химерами. «Рамблер» розповідає про носіїв генетичної аномалії, у тілі яких поєднано два набори ДНК.

Природа

Хімеризм - генетична аномалія, при якій в одному організмі знаходиться два набори ДНК. Найпростіший приклад – кімнатні рослини, листи яких забарвлені у зелено-білу «зебру». Дві лінії клітин (з зеленим пігментом і без нього) утворюють смужковий рисунок. Любителі фіалок цінують химер за незвичайний зовнішній вигляд: білий та кольорові смуги утворюють на квітці «воронку».

У природі обмін клітинами відбувається спонтанно, проте вчені навчилися створювати рослини-химери цілеспрямовано, використовуючи щеплення, опромінення чи хімічні мутагени.

Людина

Хімеризм у людей розвивається важче, ніж у рослин. Аномалія виникає у момент запліднення чи розвитку утробі. Особливість може проявлятися і бути помітною (наприклад, в очах різного кольору або мозаїчного забарвлення шкіри) або бути потайливою. Іноді про наявність мутації можна дізнатися лише за допомогою тестів, які виявлять дві популяції клітин.

Два набори ДНК в одному організмі можуть з'явитися при поглинанні одного гетерозиготного (тобто різнояйцевого) близнюка іншим. У деяких ссавців, включаючи людину, близнюки всередині утроби обмінюються клітинами та кров'ю через загальну плаценту. Описано випадок, коли в крові гомозиготних близнюків були клітини обох дітей, а в епітелії слизової оболонки рота виявили лише клітини кожної дитини.

Приклади

Хімеризм — надзвичайно рідкісне явище, але точно сказати, скільки людей у ​​світі мають цю особливість, досить складно. Необхідно робити тест ДНК, що довго та дорого. Без зовнішніх проявів та впливу на здоров'я химеризм може залишитись непоміченим.

Американка Лідія Фейрчайлд дізналася про свою особливість випадково. Жінка розлучалася з чоловіком та вимагала аліменти для двох спільних дітей. Відповідно до закону, подружжя повинні були скласти тест ДНК, щоб довести, що є батьками своїм дітям. Результати довели лише батьківство. Генетичний матеріал Лідії та її дітей не збігався, і жінку звинуватили у шахрайстві з використанням сурогатної матері.

Лідія була вагітна втретє, і адвокат ухвалив, щоб після народження у неї та новонародженого взяли кров на аналіз. Результат поставив слідство у безвихідь: дитина та Лідія мали різний геном.

Адвокат та лікарі натрапили на схожий прецедент у медицині, та переконали жінку продовжити дослідження. Як з'ясувалося, сама Лідія на ранніх термінах свого розвитку поглинула свого гетерозиготного близнюка з іншим ДНК. Матка Лідії мала інший геном, схожий на геном її дітей, і ті перейняли набір ДНК. У результаті жінка отримала аліменти, з'ясувавши, що в її тілі живе її ненароджений близнюк.

Подібна ситуація сталася з американкою Тейлор Махл: в утробі дівчина поглинула свого близнюка. У її тілі було два набори ДНК, і тому ліва сторона тулуба була темніша за праву. Спочатку Тейлор соромилася величезної рідної плями на весь живіт, проте пізніше прийняла особливість і навіть стала моделлю.

Хімеризм: що це таке і як він проявляється у людей

Уявіть, що ви свій власний близнюк. З погляду науки таке справді буває. Генетика зберігає багато секретів і в будь-який момент може зробити цікавий сюрприз. У цій статті ми розповімо про химеризм, як його виявити, і поділимося цікавими історіями про людей-химерів.

Зміст:

Дізнатись про особливості вашого організму, пов'язані з ДНК, можна за допомогою генетичних тестів Атлас.

Що таке химерія?

Термін «химера» був запозичений з грецької міфології, де означав вогнедишне чудовисько з головою та шиєю лева, тулубом кози та хвостом у вигляді змії.

Джерело: artstation.com / Хімера

«Лев головою, задом дракон і коза серединою, Страшно дихала вона бурхливим полум'ям, що пожирає…» — писав Гомер в Ілліаді.

Термін має довгу історію використання у біології та генетиці.

Хімерами в науці називаються тварини або рослини, в геномі яких є отримані з двох або більше зігот клітини з генетично різнорідним матеріалом.

У звичайних організмів кожна клітина містить один і той же набір генів.

Хімеризм - це медичний термін, який описує поєднання двох різних генетичних матеріалів у різних частинах тіла.

Хімеризм є окремим випадком мозаїцизму - Наявності в тканинах організму генетично розрізняються клітин, що виникає в результаті мутацій, рекомбінацій, порушення клітинного поділу.

Мутації - це зміни в ДНК, які можуть виникнути в результаті помилок в процесі копіювання ДНК. Це може вплинути на структуру білків, які будують клітини, і порушення стандартних налаштувань організму.

У разі химеризму мутації призводять до того, що клітини різних ембріонів зливаються в одному тілі. Це може статися, наприклад, якщо дві запліднені яйцеклітини зіллються в одне на ранній стадії розвитку.

Або якщо один ембріон поглине інший.

«Хімеризм — загадкове та цікаве явище в генетиці. Воно може збентежити лікарів, змінити зовнішність або залишити на довгі роки «пам'ять» про народження дітей», — каже Ірина Жегуліна, провідний генетик Біомедичного холдингу Атлас.

Як проявляється химеризм

Хімеризм може виявлятися по-різному. Наприклад, людина може мати різні очі чи волосся різного кольору, а також волосся чи відмінний колір шкіри на різних частинах тіла.

Або ж у нього можуть бути дві різні групи крові або генетично розрізняються органи. Наприклад, у жінок-химер може бути один генетичний матеріал у яєчниках та інший – у крові.

Найчастіше химеризм не проявляється зовні і може бути виявлений лише за ДНК-тестування.

Саме тому багато людей живуть все життя, не знаючи, що вони є химерами.

Тому точних статистичних даних про химерів немає. Вченим відомо поки що лише близько 100 випадків химеризму.

А ось у рослин та тварин химеризм не є рідкісним явищем. Коти-химери можуть мати різний колір очей або вовни на різних частинах тіла.

У собак-химер може бути різне забарвлення вовни на різних половинах мордочок. А у віслюків-химер — різний колір вовни на різних половинах тіла.

Причини химеризму

Головною причиною появи химеризму є поєднання двох ембріонів ще на етапі зачаття.

Коли близнюки ростуть в утробі матері, кровоносні судини, які їх живлять, можуть з'єднуватися. З медичної точки зору цей перехресний зв'язок відомий як анастомоз. Таким чином, клітини одного близнюка можуть потрапити до іншого.

Інша причина появи генетичних химер - запліднення двох яйцеклітин, що зазвичай призводить до різнояйцевих близнюків. Однак іноді ці яйцеклітини зливаються в утробі матері і стають єдиним цілим.

Оскільки яйцеклітини та сперматозоїди відомі як гамети, і оскільки чотири з них у кінцевому підсумку створюють одну людину, вчені назвали це явище «Тетрагаметічним химеризмом».

Хімеризм може також виникнути внаслідок пересадки органів від іншої людини.

Цікаво, що після народження дитини в організмі матері можуть залишатися її клітини, і материнство теж часто причина так званого мікрохимеризму.

Вже з 4-6 тижнів вагітності через плаценту, що формується, може відбуватися обмін клітинами між мамою і плодом. Вважається, що цей процес досягає максимуму до 36 тижнів і може зберігатися протягом кількох тижнів або десятків років після народження дітей.

Як виявити химеризм

Для виявлення химеризму зазвичай використовується метод полімеразної ланцюгової реакції (ПЛР), який дозволяє визначити наявність різних генетичних матеріалів у різних частинах тіла.

Для проведення тесту необхідно взяти зразки ДНК із різних тканин організму.

Наприклад, якщо йдеться про жінку-химера, можуть знадобитися зразки ДНК з букального епітелію, епітелію в сечовому осаді, зі шкіри та крові. Якщо у різних зразках буде виявлено різний генетичний матеріал, це може казати про наявність химеризму.

Наприклад, жінка зробила ДНК-тест, щоб встановити батьківство своєї дитини, і дізналася, що вона не мати своїм дітям.

Історії людей-химер

Хімеризм може звучати як наукова фантастика, але це реальне явище, яке іноді відбувається у людському організмі.

Найперший задокументований випадок химеризму належить до 1953 року. В однієї мешканки Великобританії випадково виявили два різні типи крові.

Американська співачка і модель Тейлор Малий з дитинства має торс, немов розділений навпіл — одна частина темніша за іншу.

Лікарі та вчені кажуть, що у неї дві імунні та дві кровоносні системи.

Через це організм Тейлор реагує на багато продуктів, препаратів, укусів комах і навіть коштовності.

Така особливість пов'язана з тим, що ембріон Тейлор поглинув ембріон близнюка ще в утробі матері.

В однієї пари із США після лікування безпліддя та застосування репродуктивних технологій народився син. Проте аналіз крові показав, що ДНК батька та дитини збігалася лише на 10%. Виявилося, що коли батько був в утробі матері, то отримав частину ДНК від свого ненародженого близнюка, що призвело до химерної ДНК.

Наприкінці 1990-х років 52-річна жінка на ім'я Карен Кіган потребувала нової нирки через ниркову недостатність. Вона мала трьох дітей і жінка сподівалася, що принаймні один з них зможе стати донором. Саме тоді Кіган сказали, що вона не мати двох із трьох дітей.

Вчені протестували всі види біологічних зразків, отриманих від Карен - її волосся, шкіру, клітини букального епітелію, навіть тканини, які були видалені з неї в минулому та збережені.В результаті вчені знайшли в деяких із цих зразків профіль двох різних ДНК.

Завдяки цьому випадку, героїні наступної історії, Лідії Фейрчайлд вдалося зберегти опіку над рідними дітьми.

Не мати своїм дітям

Одна з найвідоміших історій про людей-химерів — історія Лідії Фейрчайлд. Мати двох дітей, вагітна третьою дитиною, американка пройшла через важке розлучення і потребувала фінансової допомоги, тому подала заявку на отримання соціальних виплат.

В рамках процесу вона та її діти були зобов'язані пройти ДНК-тестування.

Лідія була впевнена, що сама народила всіх своїх дітей та ніколи не мала причин підозрювати, що вони не є її біологічними дітьми. Влада звинуватила її в шахрайстві, і їй загрожувала втрата опіки над дітьми та ув'язнення.

Проте, після докладнішого ДНК-тесту стало відомо, що в її організмі присутні два набори ДНК — один від її біологічної матері, а інший — від близнюка, з яким яйцеклітина Лідії злилася ще в утробі.

Це пояснило, чому її ДНК не відповідала ДНК її дітей. Гени від поглиненого близнюка були у її репродуктивних органах.

Якщо ви здали генетичний тест на визначення спорідненості та отримали несподівані результати, не поспішайте з висновками. Можливо, ви чи ваш родич – химера.

Генетичні тести Атлас є корисним інструментом для науково-обґрунтованої турботи про своє здоров'я. Тести не покажуть, химера ви чи ні, але допоможуть дізнатися, як ваша ДНК впливає на багато показників здоров'я та ризики розвитку понад 300 захворювань.

Результати тестів та персональні рекомендації щодо харчування та способу життя у зручному особистому кабінеті допоможуть грамотно керувати здоров'ям.Ви також дізнаєтесь, до якого лікаря потрібно сходити і які аналізи здати, якщо тест покаже високий ризик розвитку будь-якого захворювання.

Особистий кабінет Атлас

Всі питання про результати тесту можна поставити на безкоштовній консультації з генетиком (для генетичного тесту або тесту повний геном) або нутриціологом (для тесту мікробіоти Атлас).