La souche de souris C57BL / 6 (B6) est la souche la plus largement utilisée dans la recherche biomédicale, avec près de 25 000 articles sur Pubmed documentant Son usage. Près de la moitié de ces articles citent l’utilisation de C57BL / 6J (B6 / J), la souche B6 originale du Jackson Laboratory (JAX) dont toutes les autres sous-souches B6 étaient dérivées. En 1951, le premier sous-groupe B6, C57BL / 6N (B6 / N), a été créé après l’envoi des éleveurs aux National Institutes of Health. Des centaines de générations plus tard, un certain nombre de différences génétiques et phénotypiques ont été signalées entre B6 / J et B6 / N. Cet article explique comment ces différences sont apparues, les problèmes de traitement des sous-souches B6 comme des égaux et l’état actuel de nos connaissances concernant ces différences. Je décrirai également des actions spécifiques pour faire face à l’utilisation inévitable de plusieurs sous-souches B6 dans les études de génie génétique et les opportunités qu’offrent les sous-souches B6 pour trouver de nouveaux gènes contribuant à des traits complexes.
Théoriquement, l’essence d’un consanguinité est que chaque individu partage le même allèle homozygote pour chaque séquence d’ADN du génome et est donc génétiquement identique. En outre, une hypothèse courante est que cette fixation est génétiquement stable dans le temps. En réalité, une très petite quantité du génome entre deux individus sera toujours différente, en partie en raison de l’hétérozygotie résiduelle unique qui a évité la fixation pendant la consanguinité et des mutations spontanées qui introduisent une hétérozygotie de novo. Ces impuretés génomiques peuvent éventuellement se fixer et conduire à la formation d’un nouveau sous-groupe. Cette fixation se produit plus rapidement lorsqu’un petit nombre de fondateurs est utilisé pour établir une nouvelle colonie B6 et pourrait rapidement contribuer à la déviation de son phénotype préféré et, ainsi, à la création d’un nouveau sous-groupe.
Le B6 La souche consanguine est un choix populaire pour les chercheurs qui mènent des études comportementales parce qu’elle est physiquement active, capable d’apprendre une variété de tâches et se reproduit fréquemment. De plus, les différences phénotypiques entre les sous-souches B6 (parfois de très grandes différences) peuvent offrir une flexibilité dans l’étude de nombreux comportements. Des différences de comportement entre le B6 / J et le B6 / N en matière de consommation et de préférence d’éthanol ont été notées au début des années 1980 et ont depuis été reproduites dans au moins deux laboratoires (examiné dans Bryant et al.1). D’autres exemples de différences phénotypiques importantes et reproductibles entre B6 / J et B6 / N incluent l’apprentissage de la peur et l’anxiété qui sont plus importants dans B6 / N que dans B6 / J, tandis que la sensibilité à la douleur et les performances du rotarod sont plus grandes dans B6 / J que dans B6 / N.1,2 Ces différences permettent aux chercheurs de choisir le sous-groupe B6 le plus approprié pour leurs expériences. Par exemple, parce que la souche B6 / J boit facilement de l’éthanol, cette souche est appropriée pour examiner les manipulations qui sont supposées diminuer la consommation d’éthanol. De plus, comme la souche B6 / N montre un grand degré d’apprentissage de la peur, cette souche est le choix le plus approprié pour étudier les manipulations censées diminuer la peur. L’avantage de choisir parmi les sous-souches B6 par rapport aux autres souches consanguines est que les résultats pourraient être plus applicables pour les études de génétique inverse (par exemple, knock-out et transgéniques), qui utilisent massivement des souris B6. Cependant, les enquêteurs ne rapportent pas toujours le sous-groupe spécifique utilisé, ce qui rend difficile de savoir lequel est approprié pour un phénotype particulier.
Le projet Knockout Mouse (KOMP) est un effort international visant à créer des souris porteuses de mutations nulles pour chaque gène codant pour une protéine dans le génome de la souris.3 La souche B6 / N a été utilisée comme choix de la lignée cellulaire souche embryonnaire (ES) pour héberger ces mutations, probablement en raison de sa supériorité technique sur B6 / J.4. le sous-groupe B6 / N spécifique utilisé pour KOMP n’est pas entièrement clair. Avant l’avènement du KOMP, la majorité des études de génie génétique utilisaient des cellules ES d’un sous-groupe d’origine 129 pour héberger la mutation, principalement en raison du taux de réussite élevé de la transmission germinale après l’injection de blastocystes. L’utilisation de B6 / N offre deux avantages perçus. Premièrement, il n’est plus nécessaire de rétrocroiser des souris mutantes avec B6 pour créer une souris congénique avec un fond isogénique – ceci est à la fois coûteux et prend du temps. Deuxièmement, la critique selon laquelle les polymorphismes dans la région congénique qui entourait la mutation pourraient provoquer le phénotype5 n’est plus valable. Cependant, à moins que le même sous-groupe B6 ne soit utilisé pour introduire la mutation et pour effectuer un rétrocroisement, il y a toujours lieu de s’inquiéter qu’un milieu mixte ou la région congénique puisse expliquer les résultats.
En examinant un récent grand ensemble de données fournissant des SNP parmi les sous-souches B6, il existe environ 150 SNP avec des appels homozygotes qui distinguent B6 / J de B6 / N, en fonction de la comparaison de sous-souches spécifique.En revanche, les sous-souches N semblent être beaucoup plus similaires les unes aux autres, ne différant que de 10 à 20 SNP homozygotes sur plusieurs centaines de milliers.6 Données de séquençage de nouvelle génération récemment publiées de C57BL / 6J et C57BL / 6NJ (une qui est maintenant élevé au JAX) du Wellcome Trust Center du Sanger Institute révèlent beaucoup plus de variations génétiques potentielles.7,8 Même si l’on ne considère que les SNP de codage non synonymes, il existe plus de 80 appels SNP à haute confiance et plus de 400 présumés. En outre, il existe des milliers d’autres SNP qui pourraient affecter les niveaux de transcription et de variante d’épissage et les variantes de numéro de structure ou de copie. Une requête pour cet ensemble de données est fournie par le Wellcome Trust à http://www.sanger.ac.uk/cgi-bin/modelorgs/mousegenomes/snps.pl. Il est clair que les différences génétiques entre B6 / J et B6 / N sont assez importantes et contribuent très probablement à la variation phénotypique. Ainsi, si une mutation générée par KOMP (dérivée de B6 / N) est placée sur un fond B6 / J, les mêmes problèmes que l’on pensait surmonter avec les cellules ES B6 / N existent toujours: l’effet phénotypique de la mutation KOMP pourrait dépendre sur les milieux mixtes B6 / J et B6 / N ou l’effet que l’on pense être causé par la mutation KOMP pourrait en fait être causé par un variant génétique N / J qui est en déséquilibre de liaison avec la mutation nulle sur un fond congénique.
Alors que la liste des variantes distinguant les sous-souches B6 continue de s’allonger, quelles mesures les chercheurs devraient-ils prendre pour résoudre les problèmes potentiels qui peuvent être anticipés en utilisant une souche de fond B6 différente de la souche KOMP B6 / N? Tout d’abord, il est nécessaire de documenter soigneusement quelles sous-souches sont utilisées pour la génération de cellules ES et le rétrocroisement et de traiter ces sous-souches comme des souches différentes, pas comme des souches égales. Deuxièmement, il serait extrêmement utile pour les chercheurs qui soupçonnent que leurs résultats antérieurs pourraient être expliqués par des différences de sous-souches B6 de traiter cette possibilité et de rapporter toute conclusion révisée.9 En outre, le choix de la souche de fond B6 pour une étude de génie génétique devrait être adapté au phénotype spécifique. Si une souche B6 / J doit être utilisée comme arrière-plan, le séquençage de la frontière congénique flanquant le transgène et la comparaison de ces résultats avec les dernières données de séquençage définiront combien de gènes polymorphes dans la région congénique pourraient potentiellement affecter le phénotype.
Bien que les différences génétiques entre les sous-souches B6 posent des problèmes pour les études génétiques inversées, ces mêmes différences offrent des opportunités pour des études génétiques avancées, qui prospèrent sur la variation génétique et phénotypique. L’identification de régions génomiques abritant des variants B6 associés à la variance d’un trait (locus de caractères quantitatifs) pourrait rapidement conduire à l’identification de gènes hébergeant les variants génétiques. Parce que les antécédents génétiques entre deux sous-souches B6 sont presque identiques, la majorité du génome peut être éliminée en considérant quels gènes sous-tendent les QTL. L’utilité de cette approche pour les sous-souches B6 n’a pas encore été testée et dépendra à la fois de la quantité et de la distribution de la variation génétique qui sous-tend un QTL. Si les SNP sont très abondants et largement distribués dans la plupart des gènes, alors les problèmes typiques des études F2 subsisteront: une faible résolution et des centaines de gènes à analyser. Si cependant, les SNP sont limités à un nombre fini de gènes, alors il pourrait être possible de restreindre la liste de gènes à un nombre important de candidats. Une étude récente utilisant C57BL / 6J et les souches étroitement apparentées C57L / J et C58 / J suggère que cette approche sera utile.10
Pour résumer, les chercheurs doivent se méfier des différences entre les sous-souches B6 si leur contribution transmettre et inverser les approches génétiques des traits complexes doit être pleinement réalisé. Si les chercheurs sont prêts à aborder ces différences, ils peuvent minimiser leurs effets de confusion potentiels et, en même temps, maximiser les chances de découverte de nouveaux gènes. Il sera important de séquencer les génomes d’autres sous-souches de B6 / J et B6 / N car des différences comportementales et génétiques existent même au sein des souches dérivées de chacune de ces deux sous-souches de base.1 Enfin, il est important de considérer que les différences environnementales peuvent également jouent un rôle important dans la variation phénotypique entre les sous-souches B6 et, par conséquent, cette question peut être abordée par des études de promotion croisée et d’autres approches qui tentent de contrôler l’environnement du sous-réseau.
