C57BL / 6 (B6) musestamme er den mest anvendte stamme i biomedicinsk forskning med næsten 25.000 artikler om Pubmed-dokumentation dets anvendelse. Næsten halvdelen af disse artikler nævner brugen af C57BL / 6J (B6 / J), den oprindelige B6-stamme fra Jackson Laboratory (JAX), hvorfra alle andre B6-understammer blev afledt. I 1951 blev den første B6-understreng, C57BL / 6N (B6 / N), oprettet efter opdrættere blev sendt til National Institutes of Health. Hundredvis af generationer senere er der rapporteret om en række genetiske og fænotypiske forskelle mellem B6 / J og B6 / N. Dette papir diskuterer, hvordan disse forskelle opstod, problemerne med at behandle B6-underbelastninger som lige og vores nuværende viden om disse forskelle. Jeg vil også skitsere specifikke handlingspunkter til at håndtere den uundgåelige brug af flere B6-understrammer i gentekniske studier og muligheder, som B6-understrammer tilbyder for at finde nye gener, der bidrager til komplekse træk.

Teoretisk set er essensen af en indavlet stamme er, at hvert individ deler den samme homozygote allel for hver DNA-sekvens i genomet og således er genetisk identisk. Desuden er en almindelig antagelse, at denne fiksering er genetisk stabil over tid. I virkeligheden vil en meget lille mængde af genomet mellem to individer altid være forskellige, dels på grund af unik restvækst, der afværgede fiksering under indavl og spontane mutationer, der introducerer de novo heterozygositet. Disse genomiske urenheder kan efterhånden blive fikset og føre til dannelsen af en ny understamme. Denne fiksering opstår hurtigere, når et lille antal grundlæggere bruges til at etablere en ny B6-koloni og hurtigt kan bidrage til afvigelse i ens foretrukne fænotype og dermed til oprettelsen af en ny understreng.

B6 indavlet stamme er et populært valg for forskere, der gennemfører adfærdsmæssige undersøgelser, fordi den er fysisk aktiv, i stand til at lære en række opgaver og opdrætter ofte. Desuden kan fænotypiske forskelle mellem B6-understrammer (nogle gange meget store forskelle) tilbyde fleksibilitet i studiet af mange adfærd. Adfærdsmæssige forskelle mellem B6 / J og B6 / N i ethanolforbrug og præference blev bemærket i begyndelsen af 1980’erne og er siden blevet replikeret i mindst to laboratorier (gennemgået i Bryant et al.1). Andre eksempler på store, replikerbare fænotypiske forskelle mellem B6 / J og B6 / N inkluderer frygtindlæring og angst, der er større i B6 / N end i B6 / J, hvorimod smertefølsomhed og rotarod-ydeevne er større i B6 / J end i B6 / N.1,2 Disse forskelle tillader efterforskere at vælge den mest passende B6-understreng til deres eksperimenter. For eksempel, fordi B6 / J-stammen let drikker ethanol, er denne stamme passende til at undersøge manipulationer, der antages at reducere ethanolforbruget. Derudover, fordi B6 / N-stammen viser en stor grad af frygtindlæring, er denne stamme det mest passende valg til at studere manipulationer, der forventes at mindske frygt. Fordelen ved at vælge blandt B6-understammer i modsætning til andre indavlede stammer er, at resultaterne kan være mere anvendelige til omvendte genetiske undersøgelser (f.eks. Knockouts og transgene), som overvældende bruger B6-mus. Imidlertid rapporterer efterforskere ikke altid den specifikke understreng, der er anvendt, hvilket gør det vanskeligt at vide, hvilken der er passende for en bestemt fænotype.

Knockout Mouse Project (KOMP) er en international indsats for at skabe mus, der huser nulmutationer. for hvert proteinkodende gen i musens genom.3 B6 / N-stammen blev anvendt som valget af embryonale stamceller (ES) til at huske disse mutationer, sandsynligvis på grund af dens tekniske overlegenhed i forhold til B6 / J.4. specifik B6 / N-understregning brugt til KOMP er ikke helt klar. Inden KOMP kom, anvendte et flertal af gentekniske studier ES-celler fra en understamme af 129 oprindelse til at huse mutationen, hovedsageligt på grund af den høje succesrate for kimlinjetransmission efter blastocystinjektion. Brugen af B6 / N giver to opfattede fordele. For det første er der ikke længere behov for at krydse mutante mus til B6 for at skabe en kongenisk mus med en isogen baggrund – det er både dyrt og tidskrævende. For det andet er kritikken om, at polymorfier i det kongeniske område, der flankerede mutationen, kunne forårsage fænotype 5 ikke længere gyldig. Men medmindre nøjagtigt den samme B6-understreng bruges til at introducere mutationen og til at krydse hinanden, er der stadig grund til bekymring for, at en blandet baggrund eller den kongeniske region kunne redegøre for resultaterne.

Ved undersøgelse af en nylig stort datasæt, der giver SNP’er blandt B6-understrammer, er der ca. 150 SNP’er med homozygote opkald, der skelner mellem B6 / J og B6 / N, afhængigt af den specifikke substraksammenligning.I modsætning hertil ser N-substrains ud til at være meget mere ens med hinanden og adskiller sig kun ved 10-20 homozygote SNP’er ud af flere hundrede tusind.6 Nyligt offentliggjorte næste generations sekventeringsdata for C57BL / 6J og C57BL / 6NJ (en N-substrain der nu opdrættes ved JAX) fra Wellcome Trust Center ved Sanger Institute afslører meget mere potentiel genetisk variation.7,8 Selv når man bare overvejer ikke-synonyme kodende SNP’er, er der mere end 80 SNP-opkald med høj tillid og over 400 formodede. Derudover er der tusindvis af andre SNP’er, der kan påvirke transkriptions- og splejningsvarianterniveauer og strukturelle eller kopiantalvarianter. En forespørgsel til dette datasæt leveres af Wellcome Trust på http://www.sanger.ac.uk/cgi-bin/modelorgs/mousegenomes/snps.pl. Det er klart, at de genetiske forskelle mellem B6 / J og B6 / N er ret omfattende og sandsynligvis bidrager til fænotypisk variation. Således, hvis en KOMP-genereret mutation (B6 / N afledt) placeres på en B6 / J-baggrund, eksisterer de samme problemer, som man troede var overvundet med B6 / N ES-celler, stadig: Den fænotypiske virkning af KOMP-mutationen kunne afhænge på de blandede B6 / J- og B6 / N-baggrunde eller den virkning, der antages at være forårsaget af KOMP-mutationen, kunne faktisk være forårsaget af en N / J-genetisk variant, der er i koblingsligevægt med nulmutationen på en kongenisk baggrund.

Da listen over varianter, der skelner mellem B6-understammer, fortsætter med at vokse, hvilken handling skal efterforskere tage for at løse de potentielle problemer, der kan forventes ved at bruge en B6-baggrundsstamme, der er forskellig fra KOMP B6 / N-stammen? Først og fremmest er der behov for omhyggeligt at dokumentere, hvilke understammer der bruges til ES-cellegenerering og tilbagekrysning og at behandle disse understammer som forskellige stammer, ikke som lige store. For det andet ville det være yderst nyttigt for de efterforskere, der har mistanke om, at deres tidligere fund kan forklares med forskelle i B6-understramning, for at løse denne mulighed og rapportere eventuelle reviderede konklusioner.9 Desuden bør valget af B6-baggrundsstamme til en genteknisk undersøgelse være skræddersyet til den specifikke fænotype. Hvis en B6 / J-stamme skal bruges som baggrund, vil sekventering af den kongeniske grænse, der flankerer transgenet og sammenligning af disse resultater med de nyeste sekventeringsdata, definere, hvor mange polymorfe gener inden for det kongeniske område, der potentielt kan påvirke fænotypen.

Selvom genetiske forskelle mellem B6-understammer giver problemer for omvendte genetiske undersøgelser, giver disse samme forskelle muligheder for fremadrettede genetiske studier, der trives med genetisk og fænotypisk variation. Identifikationen af genomiske regioner, der huser B6-varianter associeret med varians i et træk (kvantitativ træk loci), kunne hurtigt føre til identifikation af gener, der huser de genetiske varianter. Da den genetiske baggrund mellem to B6-understammer er næsten identiske, kan størstedelen af genomet elimineres ved at overveje, hvilke gener der ligger til grund for QTL’erne. Nytten af denne fremgangsmåde til B6-understrammer er endnu ikke testet og vil afhænge af både mængden og fordelingen af genetisk variation, der ligger til grund for en QTL. Hvis SNP’erne er meget rigelige og bredt fordelt på de fleste gener, vil de typiske problemer ved F2-undersøgelser stadig eksistere: lav opløsning og hundreder af gener at parse blandt. Hvis SNP’er imidlertid er begrænset til et begrænset antal gener, kan det være muligt at indsnævre genlisten til et stort antal kandidater. En nylig undersøgelse med C57BL / 6J og de nært beslægtede C57L / J- og C58 / J-stammer antyder, at denne tilgang vil være nyttig.10

For at opsummere skal forskere være opmærksomme på forskellene mellem B6-understammer, hvis deres bidrag at videresende og vende genetiske tilgange til komplekse træk skal realiseres fuldt ud. Hvis forskere er villige til at tackle disse forskelle, kan de minimere deres potentielle forvirrende virkninger og på samme tid maksimere chancen for ny genopdagelse. Det vil være vigtigt at sekvensere genomerne af andre understammer af B6 / J og B6 / N, fordi adfærdsmæssige og genetiske forskelle findes selv inden for stammer, der stammer fra hver af disse to kernedelsstammer.1 Endelig er det vigtigt at overveje, at miljøforskelle også kan spiller en vigtig rolle i fænotypisk variation blandt B6-understrammer, og dette spørgsmål kan således tackles ved krydsfremmende undersøgelser og andre tilgange, der forsøger at kontrollere for underbelastningsmiljøet.