ГИБРИДИЗА́ЦИЯ

ГИБРИДИЗА́ЦИЯ (от лат. hibrida – гиб­рид, по­месь), спо­соб об­ра­зо­ва­ния и по­лу­че­ния по­том­ст­ва с но­вы­ми свой­ст­ва­ми (гиб­ри­дов) от на­след­ст­вен­но раз­ли­чаю­щих­ся ме­ж­ду со­бой ро­ди­тель­ских ор­га­низ­мов, раз­мно­жаю­щих­ся по­ло­вым пу­тём (по­ло­вая Г.). На­блю­да­ет­ся в при­ро­де или про­во­дит­ся ис­кус­ст­вен­но. В ос­но­ве Г. ле­жит скре­щи­ва­ние – объ­е­ди­не­ние ге­не­тич. ма­те­риа­ла двух ор­га­низ­мов в од­ном в хо­де по­ло­во­го про­цес­са. Тер­ми­ны «Г.» и «скре­щи­ва­ние» час­то упот­реб­ля­ют в ка­че­ст­ве си­но­ни­мов, од­на­ко это не все­гда пра­виль­но; зна­че­ния этих по­ня­тий сов­па­да­ют лишь час­тич­но, по­сколь­ку скре­щи­ва­ние воз­мож­но и ме­ж­ду ге­не­ти­че­ски оди­на­ко­вы­ми осо­бя­ми.

Раз­ли­ча­ют внут­ри­ви­до­вую и от­да­лён­ную Г. Внут­ри­ви­до­вая Г., при ко­то­рой скре­щи­вае­мые осо­би раз­ли­ча­ют­ся толь­ко по ге­но­ти­пу, мо­жет осу­ще­ст­в­лять­ся в пре­де­лах од­но­го ви­да, ха­рак­тер­на для всех пе­ре­крё­ст­но оп­ло­до­тво­ряю­щих­ся ор­га­низ­мов и обес­пе­чи­ва­ет оп­ре­де­лён­ный уро­вень из­мен­чи­во­сти, не­об­хо­ди­мой для мик­ро­эво­лю­ции, бла­го­да­ря че­му ши­ро­ко рас­про­стра­не­на в при­род­ных по­пу­ля­ци­ях. В се­лек­ции на её ос­но­ве вы­ве­де­но ог­ром­ное ко­ли­че­ст­во по­род и сор­тов у разл. ви­дов ор­га­низ­мов. В ча­ст­но­сти, Г. вер­хо­вых по­род ло­ша­дей (араб­ской, дат­ской и др.) с уп­ряж­ны­ми по­ро­да­ми (гол­ланд­ской, мек­лен­бург­ской и др.) бы­ла ис­поль­зо­ва­на при по­лу­че­нии ор­лов­ско­го ры­са­ка. От­да­лён­ная Г. про­ис­хо­дит ме­ж­ду пред­ста­ви­те­ля­ми раз­ных ви­дов (меж­ви­до­вая Г.) или ро­дов (меж­ро­до­вая Г.). При этом в од­ном ор­га­низ­ме объ­е­ди­ня­ют­ся раз­ные ге­но­мы. При меж­ви­до­вой Г. в боль­шин­ст­ве слу­ча­ев гиб­ри­ды ли­бо не об­разу­ются (не­воз­мож­ность оп­ло­до­тво­ре­ния), ли­бо по­ги­ба­ют на ран­них ста­ди­ях раз­ви­тия (функ­цио­наль­ная не­со­вмес­ти­мость раз­ных ге­но­мов друг с дру­гом или ци­то­плаз­мой). Гиб­ри­ды, имею­щие нор­маль­ную жиз­не­спо­соб­ность, не­ред­ко про­яв­ля­ют ге­те­ро­зис, но яв­ля­ют­ся бес­плод­ны­ми. Это вы­зва­но на­ру­ше­ни­ем конъ­ю­га­ции хро­мо­сом у раз­ных ви­дов в хо­де мейозa и об­ра­зо­ва­ни­ем по­ло­вых кле­ток с не­сба­лан­си­ро­ван­ным чис­лом хро­мо­сом. Пло­до­ви­тость вос­ста­нав­ли­ва­ет­ся, ес­ли гиб­рид ста­но­вит­ся ам­фи­ди­плои­дом, у ко­то­ро­го в клет­ках со­че­та­ются пол­ные ди­п­ло­ид­ные на­бо­ры хро­мо­сом двух раз­ных ви­дов. Это мо­жет про­ис­хо­дить спон­тан­но, что име­ло ме­сто при эво­лю­ци­он­ном ви­до­об­ра­зо­ва­нии у рас­те­ний, сре­ди ко­то­рых боль­шое чис­ло ви­дов – ам­фи­ди­п­лои­ды. Про­бле­ма ис­кус­ст­вен­но­го вос­ста­нов­ле­ния пло­до­ви­то­сти у от­да­лён­ных гиб­ри­дов рас­те­ний бы­ла впер­вые ре­ше­на Г. Д. Кар­пе­чен­ко, ис­поль­зо­вав­шим ме­тод по­ли­плои­ди­за­ции. У жи­вот­ных меж­ви­до­вая Г., в ча­ст­но­сти по­лу­че­ние му­ла (гиб­ри­да ло­ша­ди и ос­ла), су­ще­ст­во­ва­ла уже за 2 тыс. лет до н. э. Пло­до­ви­тые по­том­ки у жи­вот­ных при меж­ви­до­вой Г. на­блю­да­ют­ся толь­ко при скре­щи­ва­нии очень близ­ко­род­ст­вен­ных ви­дов, напр. зуб­ра и би­зо­на (гиб­рид зуб­ро­би­зон), ди­ко­го ба­ра­на ар­ха­ра и овец-ме­ри­но­сов (гиб­рид ар­харо­ме­ри­нос) или од­но- и дву­гор­бо­го верб­лю­дов (гиб­рид нар). По­лу­че­ны ци­то­ло­гич. и био­хи­мич. до­ка­за­тель­ст­ва то­го, что по­ли­плои­ди­за­ция (тет­ра­по­ли­плои­ди­за­ция) ге­но­мов иг­ра­ла важ­ную роль и при эво­лю­ци­он­ном ви­до­об­ра­зо­ва­нии по­зво­ноч­ных, вклю­чая, по-ви­ди­мо­му, и че­ло­ве­ка. У од­но­кле­точ­ных ор­га­низ­мов Г. мо­жет осу­ще­ст­в­лять­ся на ос­но­ве оп­ло­до­тво­ре­ния (спо­ро­ви­ки), ко­пу­ля­ции (гри­бы и не­ко­то­рые во­до­рос­ли) или конъ­ю­га­ции (ин­фу­зо­рии). Ос­но­вой Г. бак­те­рий слу­жат конъ­ю­га­ция, транс­дук­ция и транс­фор­ма­ция, и в этом слу­чае гиб­рид­ные бак­те­рии со­дер­жат толь­ко часть ге­не­тич. ма­те­риа­ла ро­ди­тель­ской фор­мы-до­но­ра. Г. ви­ру­сов про­ис­хо­дит при за­ра­же­нии клет­ки ви­ру­са­ми раз­но­го ге­но­ти­па. У бак­те­рий и ви­ру­сов Г. со­про­во­ж­да­ет­ся ре­ком­би­на­ци­ей, в ре­зуль­та­те че­го гиб­ри­ды име­ют толь­ко один, но «дву­ро­ди­тель­ский» на­бор ге­не­тич. ма­те­риа­ла. Ра­бо­ты Г. Мен­де­ля по Г. го­ро­ха за­ло­жи­ли на­уч. ос­но­вы ге­не­ти­ки. С по­мо­щью Г. по­лу­че­ны хо­зяй­ст­вен­но цен­ные сор­та куль­тур­ных рас­те­ний и по­род жи­вот­ных, соз­да­ны но­вые фор­мы рас­те­ний, напр. злак три­ти­ка­ле, со­че­таю­щий в се­бе ге­но­мы пред­ста­ви­те­лей раз­ных ро­дов – пше­ни­цы и ржи.

В ши­ро­ком зна­че­нии под Г. по­ни­ма­ют так­же слия­ние не­по­ло­вых (со­ма­ти­че­ских) кле­ток, раз­ли­чаю­щих­ся по ге­но­ти­пу или ка­рио­ти­пу (со­ма­ти­че­ская Г.), а так­же мо­ле­кул нук­леи­но­вых ки­слот (мо­ле­ку­ляр­ная Г.). В нор­ме Г. со­ма­ти­че­ских кле­ток встре­ча­ет­ся у гри­бов с па­ра­сек­су­аль­ным про­цес­сом. Спон­тан­ное слия­ние куль­ти­ви­руе­мых со­ма­тич. кле­ток мле­ко­пи­таю­щих бы­ло об­на­ру­же­но франц. учё­ным Ж. Бар­ским в 1960. При со­вме­ст­ном куль­ти­ви­ро­ва­нии клет­ки раз­ных ли­ний спо­соб­ны сли­ва­ть­ся с об­ра­зо­ва­ни­ем дву­ядер­ных и мно­го­ядер­ных гиб­рид­ных кле­ток – ге­те­ро­ка­рио­нов. В даль­ней­шем по­след­ние да­ют на­ча­ло двум од­но­ядер­ным до­чер­ним клет­кам, со­дер­жа­щим хро­мо­со­мы, по­лу­чен­ные от ис­ход­ных ро­ди­тель­ских кле­ток, а во мн. слу­ча­ях и дли­тель­но раз­мно­жаю­щим­ся гиб­рид­ным кле­точ­ным ли­ни­ям. В 1965 англ. учё­ный Г. Хар­рис впер­вые по­лу­чил ге­те­ро­ка­рио­ны, об­ра­зо­ван­ные клет­ка­ми мы­ши и че­ло­ве­ка. Г. со­ма­тич. кле­ток прак­ти­че­ски не име­ет ви­до­вых барь­е­ров, по­это­му воз­мож­но слия­ние да­же кле­ток жи­вот­ных и рас­те­ний. Меж­ви­до­вая Г. да­ёт клет­ки, из ко­то­рых у не­ко­то­рых рас­те­ний пу­тём ре­ге­не­ра­ции уда­ёт­ся по­лу­чать це­лые ор­га­низ­мы, ни­ко­гда не об­ра­зую­щие­ся по­ло­вым пу­тём, напр. гиб­ри­ды го­ро­ха и сои, го­ро­ха и бо­бов (см. Кле­точ­ная ин­же­не­рия). При оп­ло­до­тво­ре­нии или слия­нии со­ма­тич. кле­ток мо­жет про­ис­хо­дить ци­то­плаз­ма­ти­че­ская Г. – объ­е­ди­не­ние раз­лич­ных по ге­но­ти­пу ро­ди­тель­ских ми­то­хон­д­рий или пла­стид с об­ра­зо­ва­ни­ем ге­те­ро­зи­го­ты по ал­ле­лям ге­нов ор­га­нелл – ге­те­ро­ци­то­на (ге­те­ро­плаз­мо­на). Г. со­ма­тич. кле­ток от­кры­ла но­вые под­хо­ды к ис­сле­до­ва­ни­ям взаи­мо­дей­ст­вия яд­ра и ци­то­плаз­мы, ре­гу­ля­ции дей­ст­вия ге­нов и диф­фе­рен­ци­ров­ки, про­цес­сов он­то­ге­не­за и опу­хо­ле­об­ра­зо­ва­ния и мн. др. Прак­тич. зна­че­ние име­ют гиб­ри­ды опу­хо­ле­вых кле­ток и В-лим­фо­ци­тов – гиб­ри­до­мы, спо­соб­ные де­лить­ся и про­ду­ци­ро­вать боль­шое ко­ли­че­ст­во ан­ти­тел вы­со­кой спе­ци­фич­но­сти. Мо­ле­ку­ляр­ная Г. ши­ро­ко при­ме­ня­ет­ся в ге­не­ти­че­ской ин­же­не­рии.