Методи створення експериментальних химер

1. Агрегаційний – був запропонований практично одночасно й незалежно один від одного Тарковським у Варшаві та Мінц у Філадельфії (1961-1962 р.).

З матки вагітних самок одержують зародки, які досягли стадії 8 бластомерів. Бластомери, отримані від двох тварин з різними генотипами (наприклад, від мишей з білим і чорним забарвленням хутра) поміщають в умови, що сприяють їхній агрегації й утворенню 16-ти клітинного зародка. Такі складені зародки розвиваються in vitro до стадії бластоцисти, після чого їх вводять у матку прийомної матері, у якої попередньо викликають помилкову вагітність шляхом введення відповідних гормонів. У результаті отримують алофенних мишей. Коли в них з’являється хутро, його забарвлення не біле або чорне, як у батьків, а змішане, з почерговими чорними й білими плямами або смугами. Це доводить, що тканини тварин-химер мозаїчні, тобто складаються з "білих" й "чорних" клітин.

Внутрішні тканини таких тварин також мозаїчні, хоча це проявляється не так очевидно, як у випадку забарвлення хутра. Відмінності можуть стосуватися білків, що виконують ферментативну функцію: вони можуть каталізувати ті самі реакції в мишей-батьків, потребувати тих самих кофакторів, але при цьому бути не ідентичними, хоча й подібними. Такі білки називаються ізоферментами, і їх можна розділити за допомогою електрофорезу. Агрегаційні химери можна одержувати не тільки між двома ембріонами, але й між різним числом ізольованих бластомерів або окремими частинами ембріонів. Маса химерних ембріонів не більше звичайної й піддається дії механізмів ембріональної регуляції. Перевага методу – не вимагає втручання мікрохірургічної техніки, тому широко використовується в ембріогенетиці.

2. Ін’єкційний – був розроблений Р. Гарднером у 1968 р.

Використовуються ембріони на стадії бластоцисти. Бластоцисту фіксують й, використовуючи мікроманіпулятори, вводять шляхом ін’єкції клітини внутрішньоклітинної маси бластоцисти донорів у бластоцисту ембріона-реципієнта. Цим методом можна ін’єктувати не тільки внутрішньоклітинну масу ранніх ембріонів, але й більш диференційовані клітини.

Ін’єкційний метод знайшов застосування при одержанні міжвидових химер. Перші міжвидові химери були отримані між двома найближчими видами мишей, які зазвичай не схрещуються: M. muskulus й M. caroli. Причому було відзначено, що химерні ембріони, отримані інєкційним методом, нормально розвивалися тільки при пересадженні їх у матку того виду, чия бластоциста була використана в якості реципієнта. Наприклад, у бластоцисту M. muskulus вводили внутрішньоклітинну масу ембріона M. caroli. Отримані химери імплантувались у матку M. muskulus і добре розвивалися там, а в організмі M. caroli гинули через два тижні.

Міжвидові химерні зародки між мишею й пацюком шляхом агрегації були отримані тільки в 70-х роках. Перші химерні тварини були отримані тільки у 1973 році Р.Гарднером і М. Джонсоном. Успіх цих експериментів дозволив приступити у 80-х роках до створення химерних сільськогосподарських тварин. З’ясувалося, що агрегаційний метод неприйнятний для одержання химер великої рогатої худоби. Химери телят Bos indicus + Bos taurus вдалося одержати тільки ін’єкційним методом.

У 1984 році були отримані міжвидові химери між вівцею й козою – вівцекози, причому практично одночасно в Англії й Німеччині. Використовувалися обидва методи. Статевим шляхом вівці й кози не схрещуються, тому що мають різний набір хромосом: коза 2n = 60, вівця 2n = 54. У Німеччині у 1985 році були отримані химерні телят після агрегації половинок 32-клітинних ембріонів від корів швицької (бурої) і голштино-фризської порід. У фенотипі химер сполучалися обидві масті – бура й чорно-строката.

Химерні тварини не передають нащадкам генетичну мозаїчність. У них відбувається розщеплення, як у гетерозигот, тому цінні генетичні комбінації порушуються. Але протягом 1 покоління господарсько цінні ознаки підтримуються, тому можна, наприклад, сполучати як молочну, так і м’ясну продуктивність.

Химерність досить часто зустрічається й у рослин. Як правило, вона існує в прихованому вигляді, не проявляючись фенотипово. Однак пластидні мутації дозволяють побачити її безпосередньо на рослині. Найчастіше спонтанна химерність спостерігається в гетерозиготних рослин. Різні клітинні типи чітко розділені в просторі, утворюючи окремі шари при поділі апікальних меристем. Прикладом видимої мутації хлоропластів й утворення химерної рослини є строкатолистість або поява секторів тканини іншого кольору.