C57BL / 6 (B6) musestamme er den mest brukte stammen i biomedisinsk forskning, med nesten 25 000 artikler om Pubmed-dokumentasjon bruken. Nesten halvparten av disse artiklene siterer bruken av C57BL / 6J (B6 / J), den opprinnelige B6-stammen fra Jackson Laboratory (JAX) som alle andre B6-substrammer ble avledet fra. I 1951 ble den første B6-undergrunnen, C57BL / 6N (B6 / N), opprettet etter at oppdrettere ble sendt til National Institutes of Health. Hundrevis av generasjoner senere er det rapportert om en rekke genetiske og fenotypiske forskjeller mellom B6 / J og B6 / N. Denne artikkelen diskuterer hvordan disse forskjellene oppstod, problemene med å behandle B6-underbelastninger som likeverdige og vår nåværende kunnskapstilstand om disse forskjellene. Jeg vil også skissere spesifikke handlingspunkter for å håndtere den uunngåelige bruken av flere B6-understrammer i genteknikkstudier og muligheter som B6-understrammer tilbyr for å finne nye gener som bidrar til komplekse egenskaper. belastning er at hver enkelt deler den samme homozygote allelen for hver DNA-sekvens i genomet og dermed er genetisk identisk. Videre er en vanlig antagelse at denne fiksasjonen er genetisk stabil over tid. I virkeligheten vil en veldig liten mengde av genomet mellom to individer alltid variere, delvis på grunn av unik gjenværende heterozygositet som avverget fiksering under innavl og spontane mutasjoner som introduserer de novo heterozygosity. Disse genomiske urenhetene kan til slutt bli fikset og føre til dannelsen av en ny understamme. Denne fiksasjonen skjer raskere når et lite antall grunnleggere brukes til å etablere en ny B6-koloni og kan raskt bidra til avvik i ens favorittfenotype og dermed til å skape en ny understamme.

B6 innavlet stamme er et populært valg for forskere som utfører atferdsstudier fordi den er fysisk aktiv, i stand til å lære en rekke oppgaver og avler ofte. Videre kan fenotypiske forskjeller mellom B6-understrammer (noen ganger veldig store forskjeller) tilby fleksibilitet i å studere mange atferd. Atferdsforskjeller mellom B6 / J og B6 / N i etanolforbruk og preferanse ble notert på begynnelsen av 1980-tallet og har siden blitt replikert i minst to laboratorier (gjennomgått i Bryant et al.1). Andre eksempler på store, replikerbare fenotypiske forskjeller mellom B6 / J og B6 / N inkluderer fryktlæring og angst som er større i B6 / N enn i B6 / J, mens smertesensitivitet og rotarod ytelse er større i B6 / J enn i B6 / J N.1,2 Disse forskjellene tillater etterforskere å velge den mest hensiktsmessige B6-undergrensen for sine eksperimenter. For eksempel, fordi B6 / J-stammen lett drikker etanol, er denne stammen passende for å undersøke manipulasjoner som antas å redusere etanolforbruket. I tillegg, fordi B6 / N-stammen viser en stor grad av fryktlæring, er denne stammen det mest passende valget for å studere manipulasjoner som forventes å redusere frykten. Fordelen med å velge mellom B6-understammer i motsetning til andre innavlede stammer er at resultatene kan være mer anvendelige for omvendte genetiske studier (f.eks. Knockouts og transgenics), som overveiende bruker B6-mus. Imidlertid rapporterer etterforskere ikke alltid den spesifikke understrengen som brukes, noe som gjør det vanskelig å vite hvilken som er passende for en bestemt fenotype.

Knockout Mouse Project (KOMP) er et internasjonalt forsøk på å lage mus som inneholder nullmutasjoner. for hvert proteinkodende gen i musenes genom.3 B6 / N-stammen ble brukt som valg av embryonal stamme (ES) cellelinje for å huse disse mutasjonene, sannsynligvis på grunn av dens tekniske overlegenhet over B6 / J.4. spesifikke B6 / N substrain brukt til KOMP er ikke helt klar. Før KOMP kom, brukte et flertall av genteknikkstudier ES-celler fra en understamme av 129 opprinnelse for å beskytte mutasjonen, hovedsakelig på grunn av den høye suksessgraden for kimoverføring etter blastocystinjeksjon. Bruken av B6 / N gir to opplevde fordeler. For det første er det ikke lenger behov for å krysse mutante mus til B6 for å lage en medfødt mus med en isogen bakgrunn – dette er både kostbart og tidkrevende. For det andre er kritikken om at polymorfier i den medfødte regionen som flankerte mutasjonen kan føre til fenotypen 5 ikke lenger gyldig. Imidlertid er det fortsatt grunn til bekymring for at en blandet bakgrunn eller den medfødte regionen kan redegjøre for resultatene, med mindre nøyaktig samme B6-understamme blir brukt til å introdusere mutasjonen, og for å krysse bakover. stort datasett som gir SNP-er blant B6-understrammer, er det omtrent 150 SNP-er med homozygote samtaler som skiller B6 / J fra B6 / N, avhengig av den spesifikke substammen-sammenligningen.I kontrast ser det ut til at N-substammene er mye mer like hverandre, og de skiller seg bare fra 10–20 homozygote SNPs av flere hundre tusen.6 Nylig publiserte neste generasjons sekvenseringsdata for C57BL / 6J og C57BL / 6NJ (en N-substamme som nå er avlet på JAX) fra Wellcome Trust Center ved Sanger Institute, avslører mye mer potensiell genetisk variasjon.7,8 Selv når man bare vurderer ikke-synonyme kodende SNP-er, er det mer enn 80 SNP-samtaler med høy tillit og over 400 antatte. I tillegg er det tusenvis av andre SNPer som kan påvirke transkripsjons- og spleisningsvarianivåer og strukturelle eller kopianummervarianter. Et spørsmål om dette datasettet leveres av Wellcome Trust på http://www.sanger.ac.uk/cgi-bin/modelorgs/mousegenomes/snps.pl. Det er klart at de genetiske forskjellene mellom B6 / J og B6 / N er ganske omfattende og mest sannsynlig bidrar til fenotypisk variasjon. Således, hvis en KOMP-generert mutasjon (B6 / N avledet) plasseres på en B6 / J-bakgrunn, eksisterer fortsatt de samme problemene som ble antatt å bli overvunnet med B6 / N ES-celler: Den fenotypiske effekten av KOMP-mutasjonen kan avhenge på den blandede B6 / J- og B6 / N-bakgrunnen eller effekten som antas å være forårsaket av KOMP-mutasjonen, kan faktisk være forårsaket av en N / J-genetisk variant som er i koblingsforvekt med nullmutasjonen på en medfødt bakgrunn.

Når listen over varianter som skiller mellom B6-substrammer fortsetter å vokse, hva skal tiltak undersøke for å løse potensielle problemer som kan forventes ved å bruke en B6-bakgrunnsstamme som er forskjellig fra KOMP B6 / N-stammen? Først og fremst er det et behov for å nøye dokumentere hvilke understammer som brukes til ES-cellegenerering og tilbakekryssing, og å behandle disse understammene som forskjellige stammer, ikke som like. For det andre vil det være ekstremt nyttig for etterforskerne som mistenker at deres tidligere funn kan forklares med forskjeller i B6-underspenning, for å ta opp denne muligheten og for å rapportere eventuelle reviderte konklusjoner.9 Videre bør valget av B6-bakgrunnsstamme for en genteknisk studie være skreddersydd til den spesifikke fenotypen. Hvis en B6 / J-stamme må brukes som bakgrunn, vil sekvensering av den medfødte grensen som flankerer transgenet og sammenligning av disse resultatene med de siste sekvenseringsdataene, definere hvor mange polymorfe gener i den kongeniske regionen som potensielt kan påvirke fenotypen.

Selv om genetiske forskjeller mellom B6-understrammer gir problemer for revers genetiske studier, gir de samme forskjellene muligheter for fremover genetiske studier, som trives med genetisk og fenotypisk variasjon. Identifiseringen av genomiske regioner som huser B6-varianter assosiert med varians i et trekk (kvantitativt trekksted) kan raskt føre til identifisering av gener som huser de genetiske variantene. Fordi den genetiske bakgrunnen mellom to B6-understrammer er nesten identisk, kan flertallet av genomet elimineres ved å vurdere hvilke gener som ligger til grunn for QTL. Nytten av denne tilnærmingen for B6-understrammer har ennå ikke blitt testet og vil avhenge av både mengden og fordelingen av genetisk variasjon som ligger til grunn for en QTL. Hvis SNP er svært rikelig og bredt fordelt over de fleste genene, vil de typiske problemene med F2-studier fortsatt eksistere: lav oppløsning og hundrevis av gener å analysere. Hvis SNPs imidlertid er begrenset til et begrenset antall gener, kan det være mulig å begrense genlisten til et betydelig antall kandidater. En nylig studie med C57BL / 6J og de nært beslektede C57L / J- og C58 / J-stammene antyder at denne tilnærmingen vil være nyttig.10

For å oppsummere må forskere være oppmerksomme på forskjellene mellom B6-understrammer hvis deres bidrag å videreføre og reversere genetiske tilnærminger til komplekse egenskaper er å bli fullstendig realisert. Hvis forskere er forberedt på å takle disse forskjellene, kan de minimere deres potensielle forvirrende effekter og samtidig maksimere sjansen for ny genoppdagelse. Det vil være viktig å sekvensere genomene til andre substammer av B6 / J og B6 / N fordi atferdsmessige og genetiske forskjeller eksisterer selv innenfor stammer avledet fra hver av disse to kjernedelsstammer.1 Til slutt er det viktig å vurdere at miljøforskjeller også kan spille en viktig rolle i fenotypisk variasjon blant B6-understrammer, og dermed kan dette spørsmålet adresseres ved kryssfremmende studier og andre tilnærminger som prøver å kontrollere for underbelastningsmiljøet.