Гибридизация

Гибридизация — процесс образования или получения гибридов, в основе которого лежит объединение генетического материала разных клеток в одной клетке. Может осуществляться в пределах одного вида (внутривидовая гибридизация; гибриды характеризуются гетерозиготностью по многим или анализируемому гену) и между разными систематическими группами (отдалённая гибридизация, при которой происходит объединение разных геномов).

Ключевые особенности гибридов

• Для первого поколения гибридов часто характерен гетерозис, выражающийся в лучшей приспособляемости, большей плодовитости и жизнеспособности организмов.
• При отдалённой гибридизации гибриды, как правило, стерильны (неплодовиты).

Гибридизация — фундаментальный процесс, лежащий в основе комбинативной изменчивости, которая является одним из движущих факторов эволюции. Этот метод служит основой для гибридологического и геномного анализа, позволяя решать множество биологических задач, и широко применяется в селекции для получения хозяйственно ценных форм животных и растений.

Гибридизация соматических клеток

Помимо классической гибридизации на основе полового процесса, существует гибридизация соматических клеток. Она заключается в искусственном слиянии клеток тела (соматических клеток) с формированием общего ядра. Если при слиянии ядра остаются обособленными, такая структура называется синкарионом.

• Проведение: Гибридизация соматических клеток происходит in vitro (в пробирке) при смешивании различных культур клеток. Естественная частота этого события крайне низка.
• Стимуляция: Для увеличения частоты слияния используют специальные методы, например, обработку полиэтиленгликолем (ПЭГ), пониженную температуру или инактивированные вирусы (например, вирус Сендай).
• Селекция: Для выделения гибридных клеток из смеси применяют селективные питательные среды, на которых могут расти только гибриды, но не родительские клетки.

Работы по гибридизации соматических клеток, активно начавшиеся в 1960‑х годах, показали, что она возможна между клетками очень отдалённых видов, обычное скрещивание между которыми невозможно (например, были получены соматические гибриды «человек × мышь», «человек × курица», «соя × горох»).

Современный контекст

Гибридизация соматических клеток открыла новые подходы к изучению фундаментальных проблем биологии, таких как регуляция работы генов, клеточная дифференцировка и изменчивость на клеточном уровне. Вместе с такими методами, как пересадка ядер, манипуляции с протопластами и генная инженерия, она составляет основу клеточной инженерии — одного из ключевых и перспективных направлений современной биотехнологии.

В молекулярной биологии и генетике также широко используется термин «молекулярная гибридизация» (гибридизация нуклеиновых кислот). Это процесс специфического соединения комплементарных цепей ДНК или цепей ДНК и РНК, который лежит в основе таких важнейших методов, как ПЦР, блоттинг по Саузерну и Нозерну, и флуоресцентная in situ гибридизация (FISH).

См. также: Генетическая инженерия.