Chimeryczne marmozety

Chimera w mitologii to potwór wyglądający, jakby go zszyto z fragmentów różnych zwierząt – lwa, kozy i węża. W biologii to organizm zawierający komórki o różnym materiale genetycznym. Chimery powstają np. wtedy, gdy pojedyncza komórka jajowa zostanie zapłodniona przez dwa plemniki. U takiego osobnika niektóre komórki będą miały geny dostarczone przez plemnik nr 1, a niektóre – przez plemnik nr 2. Mogą też powstać na skutek fuzji dwóch zygot. U ludzi do 2003 opisano ponoć zaledwie ponad 30 takich przypadków (np. tu i tu), ale ponieważ chimeryzm nie zawsze powoduje problemy, zatem na pewno część chimer nie zdaje sobie sprawy z tego, że nimi są. Teraz opisano kolejny przypadek. Jego niezwykłość polega na tym, że po zapłodnieniu komórki jajowej przez dwa plemniki w pewnym momencie zygota się podzieliła i powstały bliźnięta, z których każde jest mieszanką dwóch genotypów. Komórki tych dzieci zawierają normalną liczbę chromosomów, w tym taki sam zestaw genów pochodzących od matki, ale część komórek ma zestaw pochodzący z jednego plemnika, a część – z drugiego. Dodatkowo jeden plemnik dostarczył chromosom X, a drugi Y, i to spowodowało kłopoty – jedno z bliźniąt stało się hermafrodytą. Takie bliźnięta są do siebie mniej podobne, niż bliźnięta monozygotyczne (jednojajowe), ale bardziej, niż zwykłe rodzeństwo (albo bliźnięta dwujajowe). Co ciekawe, jedno z nich ma więcej komórek jednego genotypu, a drugie więcej komórek drugiego genotypu.

Niezwykłe, prawda? Ale czy wyjątkowe?

Marmozety to amerykańskie małpy, które są niezwykłe pod względem genetycznym (Haig 1999). U tych małp normą jest, że dorosłe marmozety są chimerami komórek pochodzących z dwóch (lub więcej) zygot – chimeryzm obserwuje się u 95% osobników. Jednak chimery powstają inaczej, niż w przypadku opisanych wyżej bliźniąt. Otóż marmozety niemal zawsze rodzą bliźniaki lub wieloraczki. Wydaje się, że każda ciąża marmozet zaczyna się jako ciąża mnoga, jedynie czasem jednemu z płodów nie udaje się dotrwać do jej końca. Łożyska płodów łączą się w początkowych fazach ciąży, przez co komórki macierzyste mogą wędrować między embrionami. Często takie komórki po trafieniu do innego embrionu, niż ten, z którego pochodzą, zaczynają się dzielić i normalnie rozwijać. Dotychczas zaobserwowano chimeryzm obejmujący krew, szpik kostny, węzły limfatyczne i śledzionę – czyli tkanki wywodzące się z macierzystych komórek hematopoetycznych (krwiotwórczych). Do tej pory nie było pewności, jak to wygląda w narządach niepochodzących z linii hematopoetycznej. Szczególnie dużo ciekawości budziły oczywiście komórki płciowe. Jednak w PNAS ukazała się praca, która stwierdza, że marmozety mogą być chimerami we wszystkich badanych tkankach, choć nie jest to aż tak rozpowszechnione, jak chimeryzm w tkankach wywodzących się z macierzystych komórek hematopoetycznych. I są też chimerami w linii płciowej. Badania genetyczne kilku pokoleń marmozet potwierdziły, że mogą one przekazywać potomstwu allele otrzymane od rodzeństwa. Oczywiście jest miejsce na wątpliwości – nie wszyscy wierzą, że udało się uniknąć zanieczyszczenia próbek tkanek komórkami krwi, uważają też, że aby zyskać pewność co do przekazywania genów rodzeńśtwa, potrzebne są dalsze badania.

Naukowcy zaobserwowali, że samce częściej zajmowały się dziećmi – chimerami, natomiast samice – dziećmi, które chimerami nie były. Trudno powiedzieć, czy działo się tak dlatego, że samice unikały chimer, czy dlatego, że samce wolały chimery, i oczywiście czy przy przebadaniu większej ilości małp ta korelacja się utrzyma. Autorzy pracy zastanawiają się więc, czy obejmująca chimeryzm strategia przekazywania genów – powodująca zwiększenie pokrewieństwa między rodzeństwem – wpływa na zachowania marmozet wobec krewnych. Marmozety znane są bowiem z tego, że w opiekę nad młodymi angażują się nie tylko matki, ale i ojcowie, a także rodzeństwo. Jednak dyskusja na temat roli chimeryzmu w ewolucji tych zachowań jeszcze się nie zakończyła.