Myší kmen C57BL / 6 (B6) je nejběžněji používaným kmenem v biomedicínském výzkumu, téměř 25 000 článků o Pubmedu dokumentuje jeho použití. Téměř polovina těchto článků uvádí použití C57BL / 6J (B6 / J), původního kmene B6 z Jackson Laboratory (JAX), ze kterého byly odvozeny všechny ostatní B6 substrainy. V roce 1951 byl vytvořen první kmen B6, C57BL / 6N (B6 / N) poté, co byli chovatelé odesláni do National Institutes of Health. O stovky generací později byla mezi B6 / J a B6 / N hlášena řada genetických a fenotypových rozdílů. Tato práce pojednává o tom, jak tyto rozdíly vznikly, o problémech zacházení s B6 subrainy jako o rovnocenných a o našem současném stavu znalostí o těchto rozdílech. Rovněž nastíním konkrétní akční položky pro řešení nevyhnutelného použití více poddruhů B6 ve studiích genetického inženýrství a příležitostí, které poddruhy B6 nabízejí pro hledání nových genů přispívajících ke komplexním znakům.

Teoreticky podstata inbredního původu kmen spočívá v tom, že každý jedinec sdílí stejnou homozygotní alelu pro každou sekvenci DNA v genomu, a je tedy geneticky identický. Dále se běžně předpokládá, že tato fixace je geneticky stabilní v čase. Ve skutečnosti se velmi malé množství genomu mezi jakýmikoli dvěma jedinci bude vždy lišit, částečně díky jedinečné reziduální heterozygozitě, která zabránila fixaci během příbuzenské plemenitby, a spontánním mutacím, které zavádějí heterozygotnost de novo. Tyto genomové nečistoty se mohou nakonec zafixovat a vést k vytvoření nového podkmene. K této fixaci dochází rychleji, když se k založení nové kolonie B6 používá malý počet zakladatelů, a mohla by rychle přispět k odchylce ve svém oblíbeném fenotypu, a tím k vytvoření nového dílčího kmene.

B6 inbrední kmen je oblíbenou volbou pro výzkumníky provádějící studie chování, protože je fyzicky aktivní, schopný se učit různé úkoly a často se množí. Kromě toho mohou fenotypové rozdíly mezi poddruhy B6 (někdy velmi velké rozdíly) nabídnout flexibilitu při studiu mnoha chování. Rozdíly v chování mezi B6 / J a B6 / N ve spotřebě a preferencích ethanolu byly zaznamenány počátkem 80. let a od té doby byly replikovány alespoň ve dvou laboratořích (přehled v Bryant et al. 1). Mezi další příklady velkých, replikovatelných fenotypových rozdílů mezi B6 / J a B6 / N patří učení strachu a úzkost, které jsou větší u B6 / N než u B6 / J, zatímco citlivost na bolest a výkonnost rotarody jsou větší u B6 / J než u B6 / N.1,2 Tyto rozdíly umožňují vyšetřovatelům zvolit pro své experimenty nejvhodnější kmen B6. Například protože kmen B6 / J snadno pije ethanol, je tento kmen vhodný pro zkoumání manipulací, u nichž se předpokládá snížení spotřeby ethanolu. Navíc, protože kmen B6 / N vykazuje velkou míru učení strachu, je tento kmen nejvhodnější volbou pro studium manipulací, u nichž se očekává, že strach sníží. Výhodou výběru mezi B6 substrainy na rozdíl od jiných inbredních kmenů je, že výsledky mohou být vhodnější pro reverzní genetické studie (např. Knockouts a transgenics), které převážně používají B6 myši. Vyšetřovatelé však ne vždy uvádějí konkrétní použitý kmen, což ztěžuje zjištění, který z nich je vhodný pro konkrétní fenotyp.

Projekt Knockout Mouse (KOMP) je mezinárodní snahou o vytvoření myší nesoucích nulové mutace pro každý gen kódující protein v genomu myší. 3 Kmen B6 / N byl použit jako volba buněčné linie embryonálních kmenů (ES) pro uchovávání těchto mutací, pravděpodobně kvůli jeho technické převaze nad B6 / J.4. konkrétní B6 / N substrain použitý pro KOMP není zcela jasný. Před příchodem KOMP většina studií genetického inženýrství používala k zadržení mutace buňky ES od podskupiny 129 původu, a to hlavně kvůli vysoké úspěšnosti přenosu zárodečné linie po injekci blastocysty. Použití B6 / N nabízí dvě vnímané výhody. Za prvé, již není nutné zpětně křížit mutantní myši s B6, abychom vytvořili kongenní myš s isogenním pozadím – je to nákladné i časově náročné. Zadruhé, kritika, že polymorfismy v kongenické oblasti, která lemovala mutaci, mohla způsobit fenotyp 5, již není platná. Pokud se však k zavedení mutace a zpětnému křížení nepoužívá přesně stejný kmen B6, stále existuje důvod k obavám, že za výsledky by mohlo odpovídat smíšené pozadí nebo vrozená oblast.

Při zkoumání nedávného velký datový soubor poskytující SNP mezi B6 subrainy, existuje přibližně 150 SNP s homozygotními hovory, které odlišují B6 / J od B6 / N, v závislosti na konkrétním srovnání kmenů.Naproti tomu se zdá, že N substrainy jsou si navzájem mnohem více podobné, liší se pouze 10–20 homozygotními SNP z několika stovek tisíc.6 Nedávno publikovaná data sekvenování příští generace C57BL / 6J a C57BL / 6NJ (N substrain , který je nyní vyšlechtěn v JAX) z Wellcome Trust Center v Sanger Institute, odhaluje mnohem více potenciálních genetických variací.7,8 I při pouhém zvážení nesynonymních kódujících SNP existuje více než 80 vysoce spolehlivých SNP hovorů a přes 400 domnělých. Kromě toho existují tisíce dalších SNP, které by mohly ovlivnit úrovně variant transkriptu a sestřihu a varianty struktur nebo počet kopií. Dotaz na tuto datovou sadu poskytuje Wellcome Trust na adrese http://www.sanger.ac.uk/cgi-bin/modelorgs/mousegenomes/snps.pl. Je zřejmé, že genetické rozdíly mezi B6 / J a B6 / N jsou poměrně rozsáhlé a s největší pravděpodobností přispívají k fenotypovým variacím. Pokud je tedy mutace generovaná KOMP (odvozená od B6 / N) umístěna na pozadí B6 / J, stále existují stejné problémy, o nichž se předpokládalo, že jsou překonány buňkami ES B6 / N: fenotypový účinek mutace KOMP může záviset na smíšeném pozadí B6 / J a B6 / N nebo účinek, o kterém se předpokládá, že je způsoben mutací KOMP, může být ve skutečnosti způsoben genetickou variantou N / J, která je ve vazebné nerovnováze s nulovou mutací na kongenním pozadí.

Vzhledem k tomu, že seznam variant rozlišujících B6 substrains stále roste, jaká opatření by měli vyšetřovatelé podniknout, aby řešili potenciální problémy, které lze očekávat při použití kmene pozadí B6, který se liší od kmene KOMP B6 / N? Nejdůležitější je především pečlivě zdokumentovat, které podkmeny se používají pro generování a zpětné křížení buněk ES, a zacházet s nimi jako s odlišnými kmeny, nikoli s rovnocennými kmeny. Zadruhé, bylo by velmi užitečné pro ty vyšetřovatele, kteří mají podezření, že jejich předchozí nálezy by mohly být vysvětleny rozdíly mezi kmeny B6, aby se zabývaly touto možností a hlásily revidované závěry.9 Dále by měla být zvolena volba kmene pozadí B6 pro studii genetického inženýrství přizpůsobené specifickému fenotypu. Pokud musí být jako pozadí použit kmen B6 / J, sekvenování kongenní hranice lemující transgen a porovnání těchto výsledků s nejnovějšími sekvenčními daty definuje, kolik polymorfních genů v kongenické oblasti by mohlo potenciálně ovlivnit fenotyp.

Ačkoli genetické rozdíly mezi B6 substrány představují problémy pro reverzní genetické studie, tyto stejné rozdíly nabízejí příležitosti pro dopředu genetické studie, které se daří na genetické a fenotypové variaci. Identifikace genomových oblastí nesoucích varianty B6 spojená s odchylkou v znaku (kvantitativní znak loci) by mohla rychle vést k identifikaci genů nesoucích genetické varianty. Vzhledem k tomu, že genetické pozadí mezi kterýmikoli dvěma B6 substrainy je téměř identické, lze většinu genomu vyloučit při zvažování, které geny jsou základem QTL. Užitečnost tohoto přístupu pro B6 substrainy musí být ještě otestována a bude záviset jak na množství, tak na distribuci genetické variace, která je základem QTL. Pokud jsou SNP velmi hojné a široce distribuované napříč většinou genů, pak přetrvávají typické problémy studií F2: nízké rozlišení a stovky genů, které lze analyzovat. Pokud jsou však SNP omezeny na konečný počet genů, pak by bylo možné zúžit seznam genů na značný počet kandidátů. Nedávná studie používající C57BL / 6J a úzce související kmeny C57L / J a C58 / J naznačuje, že tento přístup bude užitečný.10

Abychom to shrnuli, vědci si musí být vědomi rozdílů mezi B6 substrainy, pokud jejich příspěvek dopředu a dozadu genetické přístupy ke komplexním znakům je třeba plně realizovat. Pokud jsou vědci připraveni tyto rozdíly řešit, mohou minimalizovat jejich potenciální matoucí účinky a současně maximalizovat šanci na objev nového genu. Bude důležité sekvenovat genomy jiných pod kmenů B6 / J a B6 / N, protože behaviorální a genetické rozdíly existují dokonce i u kmenů odvozených od každého z těchto dvou základních poddruhů.1 Nakonec je důležité vzít v úvahu, že rozdíly v prostředí mohou také hrají důležitou roli ve fenotypových variacích mezi poddruhy B6, a proto lze tuto otázku řešit křížovými studiemi a dalšími přístupy, které se pokoušejí kontrolovat prostředí poddruhů.