C57BL / 6 (B6) -hiirikanta on biolääketieteellisessä tutkimuksessa eniten käytetty kanta, jossa on lähes 25 000 artikkelia Pubmed-dokumentoinnissa sen käyttö. Lähes puolet näistä artikkeleista mainitsee C57BL / 6J: n (B6 / J), alkuperäisen B6-kannan, joka on peräisin Jackson-laboratoriosta (JAX), josta kaikki muut B6-alajohteet on johdettu. Vuonna 1951 ensimmäinen B6-osa-ala, C57BL / 6N (B6 / N), luotiin, kun kasvattajat lähetettiin National Institutes of Healthiin. Satoja sukupolvia myöhemmin B6 / J: n ja B6 / N: n välillä on raportoitu useita geneettisiä ja fenotyyppisiä eroja. Tässä artikkelissa käsitellään näiden erojen syntymistä, ongelmia B6-alajohtojen kohtelemisessa tasa-arvoisina ja nykyistä tietämystämme näistä eroista. Esittelen myös erityisiä toimintakohteita, jotka koskevat useiden B6-alikantojen väistämätöntä käyttöä geenitekniikan tutkimuksissa, ja mahdollisuuksia, joita B6-alajohdot tarjoavat uusien monimutkaisiin ominaisuuksiin vaikuttavien geenien löytämiseen.
Teoreettisesti sisäsijoitetun lapsen ydin kanta on, että jokaisella yksilöllä on sama homotsygoottinen alleeli jokaiselle genomin DNA-sekvenssille ja on siten geneettisesti identtinen. Lisäksi yleinen oletus on, että tämä kiinnitys on geneettisesti vakaa ajan myötä. Todellisuudessa hyvin pieni määrä genomia kahden yksilön välillä eroaa aina toisistaan johtuen osittain ainutlaatuisesta jäännösheterotsygoottisuudesta, joka ehkäisi kiinnittymisen sisäsiitosvaiheessa, ja spontaaneista mutaatioista, jotka aiheuttavat de novo -heterotsygoottisuuden. Nämä genomiset epäpuhtaudet voivat lopulta kiinnittyä ja johtaa uuden alikannan muodostumiseen. Tämä kiinnittyminen tapahtuu nopeammin, kun pieni määrä perustajia käytetään uuden B6-pesäkkeen perustamiseen, ja se voi nopeasti vaikuttaa suosikkifenotyypin poikkeamiseen ja siten uuden osa-alueen luomiseen.
B6 sisäsijoitettu kanta on suosittu valinta käyttäytymistutkimuksia tekeville tutkijoille, koska se on fyysisesti aktiivinen, kykenevä oppimaan erilaisia tehtäviä ja kasvaa usein. Lisäksi fenotyyppiset erot B6-alajunien välillä (joskus hyvin suuret erot) voivat tarjota joustavuutta monien käyttäytymistapojen tutkimiseen. B6 / J: n ja B6 / N: n käyttäytymiserot etanolin kulutuksessa ja mieltymyksissä havaittiin 1980-luvun alkupuolella, ja ne on sittemmin toistettu vähintään kahdessa laboratoriossa (tarkastettu julkaisussa Bryant et al.1). Muita esimerkkejä suurista, toistettavissa olevista fenotyyppisistä eroista B6 / J: n ja B6 / N: n välillä ovat pelon oppiminen ja ahdistus, joka on suurempi B6 / N: ssä kuin B6 / J: ssä, kun taas kipuherkkyys ja rotarodin suorituskyky ovat suuremmat B6 / J: ssä kuin B6 / J: ssä N.1,2 Nämä erot antavat tutkijoille mahdollisuuden valita sopivin B6-alajohto kokeisiinsa. Esimerkiksi, koska B6 / J-kanta juo helposti etanolia, tämä kanta on sopiva tutkimaan manipulointeja, joiden oletetaan vähentävän etanolin kulutusta. Lisäksi koska B6 / N-kanta osoittaa suurta pelko-oppimista, tämä kanta on sopivin valinta tutkimaan manipulointeja, joiden odotetaan vähentävän pelkoa. B6-alikantojen valinnan etu verrattuna muihin sisäsiitoskantoihin on, että tulokset saattavat olla paremmin sovellettavissa käänteisgeneettisiin tutkimuksiin (esim. Tyrmäykset ja siirtogeenit), joissa ylivoimaisesti käytetään B6-hiiriä. Tutkijat eivät kuitenkaan aina ilmoita käytetyistä alajuoksuista, minkä vuoksi on vaikea tietää, mikä niistä sopii tietylle fenotyypille.
Knockout Mouse Project (KOMP) on kansainvälinen pyrkimys luoda hiiriä, joissa on nolla mutaatioita. jokaiselle proteiinia koodaavalle geenille hiiren genomissa.3 B6 / N-kantaa käytettiin alkionvarsi (ES) -solulinjan valinnana näiden mutaatioiden säilyttämiseksi, todennäköisesti sen teknisen paremmuuden vuoksi B6 / J.4: n suhteen. spesifinen B6 / N-alajohde, jota käytetään KOMP: lle, ei ole täysin selvä. Ennen KOMP: n tuloa suurin osa geenitekniikan tutkimuksista käytti ES-soluja 129 alkuperää olevasta alajohdosta mutaation kantamiseksi pääasiassa blastokysta-injektion jälkeisen ituradan läpäisyn suuren määrän vuoksi. B6 / N: n käyttö tarjoaa kaksi havaittua etua. Ensinnäkin, mutantteja hiiriä ei tarvitse enää siirtää takaisin B6: lle isogeenisen taustan omaavan geneettisen hiiren luomiseksi – tämä on sekä kallista että aikaa vievää. Toiseksi kritiikki, jonka mukaan mutaatiota reunustavan kongeneenisen alueen polymorfismit voivat aiheuttaa fenotyypin 5, ei ole enää pätevä. Kuitenkin, ellei tarkalleen samaa B6-alikantaa käytetä mutaation ja backcrossin käyttöönottoon, on silti syytä huoleen siitä, että sekoitettu tausta tai kongeeninen alue voivat ottaa huomioon tulokset.
Tarkasteltaessa viimeaikaista suuressa tietojoukossa, joka tarjoaa SNP: itä B6-alajännitteiden joukossa, on noin 150 SNP: tä, joilla on homotsygoottiset puhelut, jotka erottavat B6 / J: n B6 / N: stä, riippuen erityisestä alajunavertailusta.Sitä vastoin N-alijännitteet näyttävät olevan paljon samanlaisia toistensa suhteen, ja ne eroavat vain 10–20 homotsygoottisessa SNP: ssä sadasta tuhannesta.6 Äskettäin julkaistut seuraavan sukupolven sekvensointitiedot C57BL / 6J: stä ja C57BL / 6NJ: stä (N-osa joka on nyt kasvatettu JAX: ssä) Sanger-instituutin Wellcome Trust Centeristä paljastaa paljon enemmän mahdollisia geneettisiä variaatioita.7,8 Vaikka otettaisiin huomioon vain ei-synonyymit SNP-koodaukset, SNP-puheluita on yli 80 ja oletettuja yli 400. Lisäksi on tuhansia muita SNP: itä, jotka voivat vaikuttaa transkriptio- ja silmukointimuunnosvaihtoehtoihin ja rakenteellisiin tai kopiomääräisiin muunnoksiin. Tämän tietojoukon kyselyn antaa Wellcome Trust osoitteessa http://www.sanger.ac.uk/cgi-bin/modelorgs/mousegenomes/snps.pl. On selvää, että geneettiset erot B6 / J: n ja B6 / N: n välillä ovat melko laajoja ja todennäköisesti vaikuttavat fenotyyppisiin vaihteluihin. Siten, jos KOMP: n tuottama mutaatio (johdettu B6 / N: stä) sijoitetaan B6 / J-taustalle, on edelleen olemassa samat ongelmat, joiden ajateltiin voitettavan B6 / N-ES-soluilla: KOMP-mutaation fenotyyppinen vaikutus voi riippua B6 / J- ja B6 / N-sekoitetusta taustasta tai KOMP-mutaation uskotun aiheuttaman vaikutuksen voi itse asiassa aiheuttaa N / J-geneettinen muunnos, joka on epätasapainossa kytkentätaudissa nolla-mutaation kanssa.
Kun B6-alajuoksuja erottavien varianttien luettelo kasvaa edelleen, mitä toimia tutkijoiden tulisi tehdä niiden ongelmien ratkaisemiseksi, joita voidaan odottaa käytettäessä B6-taustakantaa, joka eroaa KOMP B6 / N -kannasta? Ensinnäkin, on tarpeen dokumentoida huolellisesti, mitä alijännitteitä käytetään ES-solujen muodostamiseen ja takaisin ylittämiseen, ja käsitellä näitä alajännityksiä erilaisina kantoina, ei yhtä suurina. Toiseksi olisi erittäin hyödyllistä niille tutkijoille, jotka epäilevät, että heidän aikaisemmat havainnot voidaan selittää B6-alajohdon eroilla, ottamaan huomioon tämä mahdollisuus ja ilmoittamaan tarkistetuista johtopäätöksistä.9 Lisäksi B6-taustakannan valinta geenitekniikan tutkimukseen olisi räätälöity tietylle fenotyypille. Jos taustana on käytettävä B6 / J-kantaa, sekvensoimalla siirtogeeniä reunustava synnynnäinen raja ja vertaamalla näitä tuloksia uusimpiin sekvensointitietoihin määritellään, kuinka monta kongeenisen alueen polymorfista geeniä voi vaikuttaa fenotyyppiin.
Vaikka B6-alajohtojen geneettiset erot aiheuttavat ongelmia käänteisgeneettisissä tutkimuksissa, nämä samat erot tarjoavat mahdollisuuden eteenpäin suuntautuviin geneettisiin tutkimuksiin, jotka menestyvät geneettisessä ja fenotyyppisessä vaihtelussa. Ominaisuuden varianssiin liittyvien B6-muunnosten sisältävien genomialueiden (kvantitatiiviset piirteet lokit) tunnistaminen voisi nopeasti johtaa geneettisten muunnosten sisältävien geenien tunnistamiseen. Koska minkä tahansa kahden B6-alalajin välinen geneettinen tausta on lähes identtinen, suurin osa genomista voidaan eliminoida, kun otetaan huomioon, mitkä geenit ovat QTL: ien taustalla. Tämän lähestymistavan hyödyllisyys B6-alajännitteille ei ole vielä testattu, ja se riippuu sekä QTL: n taustalla olevan geneettisen vaihtelun määrästä että jakautumisesta. Jos SNP: itä on erittäin runsaasti ja levinnyt laajasti useimpiin geeneihin, F2-tutkimusten tyypillisiä ongelmia esiintyy edelleen: matala resoluutio ja satoja geenejä, joita voidaan jäsentää. Jos SNP: t rajoittuvat kuitenkin rajalliseen määrään geenejä, voi olla mahdollista kaventaa geeniluettelo suurelle määrälle ehdokkaita. Äskettäin tehty tutkimus, jossa käytettiin C57BL / 6J: tä ja siihen läheisesti liittyviä C57L / J- ja C58 / J-kantoja, viittaavat siihen, että tämä lähestymistapa on hyödyllinen.10
Yhteenvetona voidaan todeta, että tutkijoiden on varottava B6-alajunien eroista, jos heidän panoksensa on geneettisten lähestymistapojen siirtäminen eteen- ja taaksepäin monimutkaisille ominaisuuksille on toteutettava täysin. Jos tutkijat ovat valmiita puuttumaan näihin eroihin, he voivat minimoida mahdolliset häiritsevät vaikutuksensa ja samalla maksimoida uuden geenin löytämisen mahdollisuudet. B6 / J: n ja B6 / N: n muiden alikantojen genomien sekvensointi on tärkeää, koska käyttäytymis- ja geneettisiä eroja esiintyy jopa kummassakin näistä kahdesta ydinalasta peräisin olevien kantojen sisällä.1 Lopuksi on tärkeää ottaa huomioon, että ympäristöerot voivat myös on tärkeä rooli fenotyyppisissä variaatioissa B6-alajännitysten välillä, ja siksi tämä kysymys voidaan ratkaista ristikkäisillä tutkimuksilla ja muilla lähestymistavoilla, jotka yrittävät hallita ala-alueen ympäristöä.
