Харьковский национальный университет имени В. Н. Каразина

Лаборатория зародышевых и стволовых клеток

В.В. КлименкоВ.Ю.ЗабелинаН.Г. ЛысенкоХаоюань Лян

ВНУТРИКЛОНАЛЬНАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬВНУТРИКЛОНАЛЬНАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ

• Спонтанный мутагенезСпонтанный мутагенез

• Трансполиплоидная изменчивостьТрансполиплоидная изменчивость

• Модификационная изменчивостьМодификационная изменчивость

• Овогенетическая изменчивостьОвогенетическая изменчивость

• Онтогенетический шумОнтогенетический шум

Репродукция клона Репродукция клона (генотипа) (генотипа)

1. амеотический партеногенез 1. амеотический партеногенез (клонирование)(клонирование)

2. мейотический партеногенез (мейоз, 2. мейотический партеногенез (мейоз, рекомбинация хромосом без рекомбинация хромосом без

кроссинговера)кроссинговера)СПОНТАННЫЙ МУТАГЕНЕЗСПОНТАННЫЙ МУТАГЕНЕЗ

Клоны утрачивают со временемКлоны утрачивают со временем

способность производить способность производить

при мейотическом партеногенезепри мейотическом партеногенезе

гомозигот (дигаплоидных самцов)гомозигот (дигаплоидных самцов)

вследствие возникновения леталейвследствие возникновения леталей

в транс-положении в транс-положении

Получение абсолютно гомозиготных самцовПолучение абсолютно гомозиготных самцов

Трансполиплоидная Трансполиплоидная комбинативная комбинативная изменчивостьизменчивость 44n-n-ооциты в диплоидных клонахооциты в диплоидных клонах

1. Зависимость частоты от генотипа клона1. Зависимость частоты от генотипа клона2. Индивидуальная изменчивость в клоне2. Индивидуальная изменчивость в клоне3. Цитогенетика в двух типах партеногенеза3. Цитогенетика в двух типах партеногенеза4. Корреляция с весом кладки4. Корреляция с весом кладки5. Источник изменчивости: полиплоидизация 5. Источник изменчивости: полиплоидизация вв раннем развитии раннем развитии6. Проблема «засорения» клонов 6. Проблема «засорения» клонов (эволюционный (эволюционный аспект) аспект)

Трансполиплоидная комбинативная изменчивость

Наличие тетраплоидных яиц Наличие тетраплоидных яиц в грене диплоидных партеноклоновв грене диплоидных партеноклонов

Соотношение гетерозигот и доминантных гомозиготСоотношение гетерозигот и доминантных гомозигот среди исследованных самок доминантного фенотипа, среди исследованных самок доминантного фенотипа,

полученных криоактивацией грены диплоидных партеноклоновполученных криоактивацией грены диплоидных партеноклонов

Отсутствие корреляции между весом кладки и числом содержащихся в ней 4n-яиц

Схема эндогенного генетического расщепления партеноклона с помощью абсолютно гомозиготных самцов (справа от Р)

и трансполиплоидной изменчивости (слева от Р)

Полиплоидизация клеток зародыша клона Р29

Полиплоидизация в зародышевой линии клона Р29

2n

4n

Онтогенетический шум и овогенетическая изменчивость

1. Внутренние факторы развития2. От дрозофилы к тутовому шелкопряду 3. «Ненаследственный» характер4. Трансплантационные клоны5. Овогенетическая изменчивость

Внутриклональная изменчивость

Независимость пенетрантности признака в клонах 1 и 2 от фенотипа взятых для продукции

особей

Трансплантация яичника в самца на стадии личинки

Яичник (2) в полости тела самца (1 – семенники )

Разделение овариолна проксимальную и дистальную половины

Овогенетическая изменчивость

Личинки имплантата P29→C-5♂.

Р29 (контроль )

Р29 (имплантат)

Р29 контроль

Р29 имплантат

Распределение кладок в клоне Р29 по уровню спонтанного партеногенеза в них

Уровень спонтанного партеногенеза в неоплодотворенной грене, откладываемой самками клона Р29 день за днем в течение 11 суток

N = 215

Спонтанный партеногенез яиц из разных частей овариолы

Эмбриональная жизнеспособность яиц (клон Р5D) из разных частей овариолы при термопартеногенезе

Признак L-K на I-VII абдоминальных сегментах (клон P5D)

пенетрантность

экспрессивность

Пенетрантность пятнистости (L-K) личинок на I, IV, VI и VII сегментах в зависимости от положения зрелых ооцитов в овариолах материнского организма

Экспрессивность пятнистости (L-K) личинок на I, IV, VI и VII сегментах в зависимости от положения зрелых ооцитов в овариолах материнского организма

Изменчивость числа овариол в партеноклоне Р29

ВЫВОДЫИсточники индивидуальной изменчивости в клоне

1.Мутации2.Модификации (внешние средовые воздействия)3.Трансполиплоидная комбинативная изменчивость (партеногенетическая полиплоидизация)4.Овогенетическая изменчивость (неодновременность возникновения ооцитов и как следствие различие их микроокружений в процессе оогенеза)5.Онтогенетический шум (стохастичность молекулярных и клеточных процессов на разных уровнях онтогенетического становления признака) в сравнимых пространственно-временных нишах

Трансполиплоидная изменчивость лежит в основе предложенной Б.Л.Астауровым

экспериментальной модели происхождения полиплоидных видов животных через

партеногенез.

Неизбежная полиплоидизация в партеногенетическом развитии, происходит, по-видимому, на уровне дериватов женского

мейоза и начальных стадий дробления и является следствием срабатывания

ооплазматического механизма кариогамии в отсутствие мужского ядра (пронуклеуса).

Экспериментальная триплоидия (не представлена), трансполиплоидная и

овогенетическая изменчивость позволяют сейчас усовершенствовать модель Астаурова и

расширить сферу ее приложимости в репродуктивной биологии.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ