C57BL / 6 (B6) 마우스 균주는 생의학 연구에서 가장 널리 사용되는 균주이며 Pubmed 문서에 거의 25,000 개의 기사가 있습니다. 그것의 사용. 이 기사의 거의 절반이 다른 모든 B6 하위 균주가 파생 된 Jackson Laboratory (JAX)의 원래 B6 균주 인 C57BL / 6J (B6 / J)의 사용을 인용합니다. 1951 년에 최초의 B6 하위 계통 인 C57BL / 6N (B6 / N)은 육종가가 국립 보건원으로 배송 된 후 만들어졌습니다. 수백 세대 후, B6 / J와 B6 / N 사이에 많은 유전 적 및 표현형 차이가보고되었습니다. 이 논문에서는 이러한 차이가 어떻게 발생했는지, B6 서브 스트레인을 동일하게 취급하는 문제, 이러한 차이에 대한 현재 지식 상태에 대해 설명합니다. 또한 유전 공학 연구에서 여러 B6 서브 스트레인의 불가피한 사용과 복잡한 형질에 기여하는 새로운 유전자를 찾기 위해 B6 서브 스트레인이 제공하는 기회를 처리하기위한 구체적인 조치 항목을 설명 할 것입니다.
이론적으로 근친 교배의 본질 균주는 각 개인이 게놈의 모든 DNA 서열에 대해 동일한 동형 접합 대립 유전자를 공유하므로 유 전적으로 동일합니다. 또한, 일반적인 가정은이 고정이 시간이 지남에 따라 유 전적으로 안정적이라는 것입니다. 실제로, 두 개체 사이의 매우 적은 양의 게놈은 부분적으로 근친 교배 중에 고정을 피한 고유 한 잔류 이형 접합성과 새로운 이형 접합성을 도입하는 자발적인 돌연변이로 인해 항상 다를 것입니다. 이러한 게놈 불순물은 결국 고정되어 새로운 하위 균주의 형성으로 이어질 수 있습니다. 이 고정은 소수의 설립자가 새로운 B6 식민지를 구축하는 데 사용되어 자신이 좋아하는 표현형의 편차에 빠르게 기여할 수있을 때 더 빠르게 발생하여 새로운 하위 균주를 생성 할 수 있습니다.
B6 근친 교배 균주는 신체적으로 활동적이고 다양한 작업을 학습 할 수 있으며 자주 번식하기 때문에 행동 연구를 수행하는 연구자들에게 인기있는 선택입니다. 더욱이, B6 서브 스트레인 간의 표현형 차이 (때로는 매우 큰 차이)는 많은 행동을 연구하는 데 유연성을 제공 할 수 있습니다. 에탄올 소비와 선호도에서 B6 / J와 B6 / N 사이의 행동 차이는 1980 년대 초에 나타 났으며 그 이후로 적어도 두 개의 실험실에서 재현되었습니다 (Bryant et al.1에서 검토 됨). B6 / J와 B6 / N 사이의 크고 복제 가능한 표현형 차이의 다른 예에는 B6 / J보다 B6 / N에서 더 큰 공포 학습 및 불안이 포함되는 반면, 통증 민감도와 로타로드 성능은 B6 / J보다 B6 / J에서 더 큽니다. N.1,2 이러한 차이를 통해 조사자는 실험에 가장 적합한 B6 하위 균주를 선택할 수 있습니다. 예를 들어, B6 / J 균주는 에탄올을 쉽게 마실 수 있기 때문에이 균주는 에탄올 소비를 줄이기 위해 가정 된 조작을 조사하는 데 적합합니다. 또한 B6 / N 균주는 공포 학습 정도가 크기 때문에 공포를 감소시킬 것으로 예상되는 조작을 연구하는 데 가장 적합한 선택입니다. 다른 근친 교배 균주와 달리 B6 하위 균주 중에서 선택하는 이점은 결과가 B6 마우스를 압도적으로 사용하는 역 유전 연구 (예 : 녹아웃 및 트랜스 제닉)에 더 적합 할 수 있다는 것입니다. 그러나 연구자들은 사용 된 특정 서브 스트레인을 항상보고하지 않아서 어떤 것이 특정 표현형에 적합한 지 알기가 어렵습니다.
Knockout Mouse Project (KOMP)는 null 돌연변이를 지닌 마우스를 만들기위한 국제적인 노력입니다. 마우스 게놈의 각 단백질 코딩 유전자에 대해 3 B6 / N 균주는 이러한 돌연변이를 보유하기위한 배아 줄기 (ES) 세포주의 선택으로 사용되었는데, 이는 아마도 B6 / J4보다 기술적 우월성 때문일 것입니다. KOMP에 사용 된 특정 B6 / N substrain은 완전히 명확하지 않습니다. KOMP가 출현하기 전에 대부분의 유전 공학 연구는 배반포 주사 후 생식 계열 전파의 높은 성공률로 인해 돌연변이를 보유하기 위해 129 기원의 아종의 ES 세포를 사용했습니다. B6 / N을 사용하면 두 가지 장점이 있습니다. 첫째, 더 이상 돌연변이 생쥐를 B6으로 역 교배 할 필요가 없어 동종 배경을 가진 동종 생쥐를 만들 필요가 없습니다. 이것은 비용과 시간이 많이 소요됩니다. 둘째, 돌연변이 옆에있는 congenic region의 다형성이 phenotype5를 유발할 수 있다는 비판은 더 이상 유효하지 않습니다. 그러나 똑같은 B6 서브 스트레인이 돌연변이를 도입하고 역 교배하는 데 사용되지 않는 한, 혼합 된 배경이나 동종 영역이 결과를 설명 할 수 있다는 우려의 원인이 여전히 존재합니다.
최근 조사에서 B6 서브 스트레인 중 SNP를 제공하는 대규모 데이터 세트에는 특정 서브 스트레인 비교에 따라 B6 / J를 B6 / N과 구별하는 동형 접합 호출이있는 약 150 개의 SNP가 있습니다.대조적으로, N 개의 서브 스트레인은 서로 훨씬 더 유사한 것으로 보이며, 수십만 개 중 10-20 개의 동형 접합 SNP에서만 차이가 있습니다 .6 최근에 발표 된 C57BL / 6J 및 C57BL / 6NJ (N 서브 스트레인)의 차세대 시퀀싱 데이터 JAX에서 사육 됨) Sanger Institute의 Wellcome Trust Center의 잠재적 인 유전 적 변이가 훨씬 더 많습니다 .7,8 비 동의적인 코딩 SNP를 고려하더라도 80 개 이상의 높은 신뢰도 SNP 호출과 400 개 이상의 추정 호출이 있습니다. 또한 전 사체 및 스플 라이스 변이체 수준과 구조적 또는 카피 수 변이체에 영향을 미칠 수있는 수천 개의 다른 SNP가 있습니다. 이 데이터 세트에 대한 쿼리는 Wellcome Trust (http://www.sanger.ac.uk/cgi-bin/modelorgs/mousegenomes/snps.pl)에서 제공합니다. B6 / J와 B6 / N 사이의 유전 적 차이는 상당히 광범위하며 표현형 변이에 기여할 가능성이 가장 높다는 것이 분명합니다. 따라서 KOMP에서 생성 된 돌연변이 (B6 / N 유래)가 B6 / J 배경에 배치되면 B6 / N ES 세포로 극복 할 수 있다고 생각되는 동일한 문제가 여전히 존재합니다. KOMP 돌연변이의 표현형 효과는 달라질 수 있습니다. 혼합 된 B6 / J 및 B6 / N 배경에서 또는 KOMP 돌연변이로 인한 것으로 생각되는 효과는 실제로 congenic 배경의 null 돌연변이와 연관 불균형에있는 N / J 유전자 변형에 의해 발생할 수 있습니다.
B6 하위 균주를 구별하는 변종 목록이 계속 증가함에 따라, KOMP B6 / N 균주와 다른 B6 백그라운드 균주를 사용하여 예상 할 수있는 잠재적 인 문제를 해결하기 위해 조사관은 어떤 조치를 취해야합니까? 우선, ES 세포 생성 및 역 교배에 사용되는 하위 균주를 신중하게 문서화하고 이러한 하위 균주를 동일한 균주가 아닌 다른 균주로 취급 할 필요가 있습니다. 둘째, 이전 발견이 B6 서브 스트레인 차이로 설명 될 수 있다고 의심하는 조사자들에게 이러한 가능성을 해결하고 수정 된 결론을보고하는 것이 매우 도움이 될 것입니다 .9 또한 유전 공학 연구를위한 B6 배경 균주의 선택은 다음과 같습니다. 특정 표현형에 맞게 조정됩니다. B6 / J 균주를 배경으로 사용해야하는 경우 이식 유전자 옆에있는 congenic 경계를 시퀀싱하고 이러한 결과를 최신 시퀀싱 데이터와 비교하면 congenic region 내의 다형성 유전자가 표현형에 잠재적으로 영향을 미칠 수있는 수를 정의 할 수 있습니다.
B6 서브 스트레인 간의 유전 적 차이가 역 유전 연구에 문제를 제시하지만, 이러한 동일한 차이는 유전 적 및 표현형 변이에서 번성하는 전진 유전 연구에 대한 기회를 제공합니다. 형질 (정량적 형질 유전자좌)의 변이와 관련된 B6 변이를 포함하는 게놈 영역의 식별은 유전 변이를 포함하는 유전자를 빠르게 식별 할 수 있습니다. 두 B6 서브 스트레인 사이의 유전 적 배경이 거의 동일하기 때문에 QTL의 기초가되는 유전자를 고려할 때 대부분의 게놈을 제거 할 수 있습니다. B6 서브 스트레인에 대한이 접근법의 유용성은 아직 테스트되지 않았으며 QTL의 기초가되는 유전 적 변이의 양과 분포에 따라 달라집니다. SNP가 매우 풍부하고 대부분의 유전자에 널리 분포되어 있다면 F2 연구의 전형적인 문제는 여전히 존재합니다. 그러나 SNP가 유한 한 수의 유전자로 제한되는 경우 유전자 목록을 상당한 수의 후보로 좁힐 수 있습니다. C57BL / 6J와 밀접하게 관련된 C57L / J 및 C58 / J 균주를 사용한 최근 연구에 따르면이 접근 방식이 유용 할 것입니다 .10
요약하기 위해 연구자들은 B6 하위 균주가 기여하는 경우 차이점에 유의해야합니다. 복잡한 형질에 대한 유전 적 접근을 전진 및 역전시키는 것은 완전히 실현되어야합니다. 연구자들이 이러한 차이를 해결할 준비가되어 있다면 잠재적 인 교란 효과를 최소화하고 동시에 새로운 유전자 발견의 기회를 극대화 할 수 있습니다. B6 / J 및 B6 / N의 다른 서브 스트레인의 게놈을 시퀀싱하는 것이 중요 할 것입니다.이 두 가지 핵심 서브 스트레인 각각에서 파생 된 균주 내에서도 행동 및 유전 적 차이가 존재하기 때문입니다 .1 마지막으로, 환경 적 차이도있을 수 있음을 고려하는 것이 중요합니다. B6 서브 스트레인 간의 표현형 변이에 중요한 역할을하므로이 질문은 서브 스트레인 환경을 제어하려는 교차 육성 연구 및 기타 접근 방식으로 해결할 수 있습니다.
