淺談嵌合體

生活科學趣談

嵌合體Chimera)並非只限於動物,實際上植物更常見,比如非洲菫

某些蜜柑嫁接後,在接穗和砧木交界處的芽由於同時含有兩種植物的組織,由這個芽所長出的果實就可能發展成嵌合體,表現出來的性狀就是具有扇形的異色果皮 → The Bizzaria Story,這種嵌合體是癒傷組織抽出的新芽中含有來自砧木和接穗細胞因混生而同時存在

花斑紫茉莉 也是屬於嵌合體

種過 月季 的朋友或許曾聽過 芽變,這是芽內 生長點細胞(頂端分生組織) 遺傳物質發生的變異

將不同品種的月季嫁接時,當砧木與接穗癒合後,將癒合組織切除一部份,即可在切口處誘發產生不定芽,此新芽比其他方式形成的新芽所培育出的植物體更容易發生變異。在正常情況下,上圖LI、LII、LIII 這三層細胞的遺傳基因是相同的,由此形成發育的植物個體稱為同質體;若這三層組織構造中的細胞含有不同的遺傳物質,以後發育形成了不同遺傳背景的植物組織或器官就是嵌合體。這種透過芽變機制所獲得的嵌合體,依其構造可以有3種表現形式

①區分嵌合體或扇形嵌合體(Sectorial chimera):組織的某部分屬一種基因型細胞,其他部分屬另一種基因型細胞,並從該組織的中心呈扇形擴大,向外延伸到表皮,具有扇形色澤發生變異的百日菊屬於此類

 

②周緣嵌合體(Periclinal chimera):一個嵌合體組織的中心屬一種基因型細胞,其外層則被另一種基因型細胞所包圍,鑲邊虎尾蘭屬於此類

③部分周緣嵌合體(Mericlinal):在組織外層的大部分區段屬一種基因型細胞,小部分屬另一種基因型細胞,這是一種不完整的周緣嵌合體,具有扇形異色果皮或花托表皮的蜜柑與蘋果屬於此類

至於有些月季的品種久了會發生回復到親代原色澤的趨向,這種失去原本已變異性狀的 返祖現象,可能是該芽變品種屬於不穩定的區分嵌合體。比如  香水月季 的 Hybrid Tea

其LI、LII、LIII 同時具有桃紅色的歐洲長青月季 Hybrid Perpetuals 與 黃色中國香水月季 Madame Falcot 兩種基因。但在夏天強烈的紫外線照射下,由於活性氧類Reactive oxygen species)急劇增多,可能導致主導黃色性狀的合成酶基因失去作用,從而將花瓣顏色變回桃紅色

接著來聊聊動物的嵌合體,一個著名的例子是:

影片中的 Taylor Muhl人類嵌合體的罕見例子,她的母親原本應該生下異卵雙胞胎,但在某種因素下,兩團胚細胞(embryoblast)卻彼此融合成一個胚胎,造成 Muhl 擁有兩組不同的基因序列。這解釋了她的獨特胎記,從腹部中線一分為二的不同膚色。同時也有助於理解為何 Muhl 會遭受自身免疫疾病的困擾,因為她有兩套免疫系統,她的身體將其雙胞胎的 DNA 當作入侵者。

人類嵌合體的另一個例子是 Karen Keegan,在她進行移植手術之前,她和她的三個兒子一起進行腎臟移植的配對。卻意外發現,從DNA看來,她不是小孩們的親生母親。最後,醫生發現 Keegan 也是一個嵌合體,其血球細胞的DNA和身體其他組織的DNA不同,所以才會發生抽血驗DNA時,Keegan 和她的小孩們的DNA不合的狀況(註:Keegan 體內的異卵雙胞胎姊妹借她的子宮來生小孩,因此 Keegan 其實是生出外甥)。

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