Tulpina de șoarece C57BL / 6 (B6) este cea mai utilizată tulpină în cercetarea biomedicală, cu aproape 25.000 de articole despre documentarea Pubmed utilizarea sa. Aproape jumătate din aceste articole menționează utilizarea C57BL / 6J (B6 / J), tulpina originală B6 din Laboratorul Jackson (JAX) din care au fost derivate toate celelalte substrene B6. În 1951, primul substrain B6, C57BL / 6N (B6 / N), a fost creat după ce crescătorii au fost expediați către Institutele Naționale de Sănătate. Sute de generații mai târziu, o serie de diferențe genetice și fenotipice au fost raportate între B6 / J și B6 / N. Această lucrare discută modul în care au apărut aceste diferențe, problemele tratării substrenelor B6 ca egali și starea noastră actuală de cunoștințe cu privire la aceste diferențe. Voi prezenta, de asemenea, elemente de acțiune specifice pentru a face față utilizării inevitabile a mai multor substrains B6 în studiile de inginerie genetică și a oportunităților pe care substrains B6 le oferă pentru a găsi gene noi care să contribuie la trăsături complexe. tulpina este că fiecare individ are aceeași alelă homozigotă pentru fiecare secvență de ADN din genom și, prin urmare, este identică genetic. Mai mult, o presupunere comună este că această fixare este stabilă genetic în timp. În realitate, o cantitate foarte mică de genom între oricare doi indivizi va diferi întotdeauna, datorită parțial heterozigoității reziduale unice care a evitat fixarea în timpul consangvinizării și mutațiilor spontane care introduc heterozigoitate de novo. Aceste impurități genomice pot deveni în cele din urmă fixe și pot duce la formarea unui nou subtrain. Această fixare apare mai rapid atunci când un număr mic de fondatori sunt utilizați pentru a stabili o nouă colonie B6 și ar putea contribui rapid la devierea în fenotipul preferat al cuiva și, astfel, la crearea unui nou subtrain.
B6 tulpina consangvinizată este o alegere populară pentru cercetătorii care efectuează studii comportamentale, deoarece este activă din punct de vedere fizic, capabilă să învețe o varietate de sarcini și se reproduce frecvent. Mai mult decât atât, diferențele fenotipice dintre substrenele B6 (uneori diferențe foarte mari) pot oferi flexibilitate în studierea multor comportamente. Diferențele de comportament între B6 / J și B6 / N în consumul și preferința etanolului au fost observate la începutul anilor 1980 și de atunci au fost reproduse în cel puțin două laboratoare (revizuite în Bryant și colab.1). Alte exemple de diferențe fenotipice mari și replicabile între B6 / J și B6 / N includ învățarea fricii și anxietatea, care este mai mare în B6 / N decât în B6 / J, în timp ce sensibilitatea la durere și performanța rotarodului sunt mai mari în B6 / J decât în B6 / N N.1,2 Aceste diferențe permit anchetatorilor să aleagă cel mai potrivit subtrain B6 pentru experimentele lor. De exemplu, deoarece tulpina B6 / J bea cu ușurință etanol, această tulpină este potrivită pentru examinarea manipulărilor despre care se presupune că scade consumul de etanol. În plus, deoarece tulpina B6 / N prezintă un grad mare de învățare a fricii, această tulpină este cea mai potrivită alegere pentru studierea manipulărilor care se așteaptă să scadă frica. Avantajul alegerii dintre substrainele B6 spre deosebire de alte tulpini consangvinizate este că rezultatele ar putea fi mai aplicabile pentru studii genetice inverse (de exemplu, eliminări și transgenice), care utilizează în mod covârșitor șoareci B6. Cu toate acestea, anchetatorii nu raportează întotdeauna substrainul specific folosit, ceea ce face dificilă cunoașterea careia este potrivită pentru un anumit fenotip.
Knockout Mouse Project (KOMP) este un efort internațional de a crea șoareci care adăpostesc mutații nule. pentru fiecare genă codificatoare de proteine din genomul șoarecelui.3 Tulpina B6 / N a fost folosită ca alegere a liniei celulare stem embrionare (ES) pentru adăpostirea acestor mutații, probabil datorită superiorității sale tehnice față de B6 / J.4. substrainul specific B6 / N utilizat pentru KOMP nu este complet clar. Înainte de apariția KOMP, majoritatea studiilor de inginerie genetică foloseau celule ES dintr-o substraină de origine 129 pentru a adăposti mutația, în principal din cauza ratei de succes ridicate a transmiterii liniei germinale după injecția cu blastocist. Utilizarea B6 / N oferă două avantaje percepute. În primul rând, nu mai este nevoie să încrucișați șoarecii mutanți la B6 pentru a crea un șoarece congenic cu fundal izogen – acest lucru este atât costisitor, cât și consumator de timp. În al doilea rând, critica conform căreia polimorfismele din regiunea congenică care a flancat mutația ar putea provoca fenotipul5 nu mai este valabilă. Cu toate acestea, cu excepția cazului în care se folosește exact același substrain B6 pentru a introduce mutația și pentru a încrucișa înapoi, există totuși motive de îngrijorare cu privire la faptul că un fond mixt sau o regiune congenică ar putea explica rezultatele.
setul mare de date care furnizează SNP-uri printre sub-trenurile B6, există aproximativ 150 de SNP-uri cu apeluri homozigote care disting B6 / J de B6 / N, în funcție de comparația specifică a subtrainului.În schimb, substrenele N par să fie mult mai asemănătoare unele cu altele, diferind doar la 10-20 SNP homozigote din câteva sute de mii.6 Datele de secvențiere publicate recent de C57BL / 6J și C57BL / 6NJ (o substraină N care este acum crescut la JAX) de la Wellcome Trust Center de la Institutul Sanger dezvăluie mult mai multe variații genetice potențiale.7,8 Chiar și atunci când se iau în considerare doar SNP-uri de codare nesinonime, există mai mult de 80 de apeluri SNP de înaltă încredere și peste 400 de apeluri putative. În plus, există mii de alte SNP-uri care ar putea afecta nivelurile variantelor de transcriere și îmbinare și variantele de număr structural sau de copiere. O interogare pentru acest set de date este furnizată de Wellcome Trust la http://www.sanger.ac.uk/cgi-bin/modelorgs/mousegenomes/snps.pl. Este clar că diferențele genetice dintre B6 / J și B6 / N sunt destul de extinse și cel mai probabil contribuie la variația fenotipică. Astfel, dacă o mutație generată de KOMP (derivată B6 / N) este plasată pe un fundal B6 / J, aceleași probleme despre care se credea că ar fi depășite cu celulele B6 / N ES încă există: efectul fenotipic al mutației KOMP ar putea depinde pe fundalurile mixte B6 / J și B6 / N sau efectul considerat a fi cauzat de mutația KOMP ar putea fi de fapt cauzat de o variantă genetică N / J care se află în dezechilibru de legătură cu mutația nulă pe un fundal congenic.
Pe măsură ce lista variantelor care disting substrainele B6 continuă să crească, ce măsuri ar trebui să întreprindă anchetatorii pentru a aborda problemele potențiale care pot fi anticipate de la utilizarea unei tulpini de fond B6 care este diferită de tulpina KOMP B6 / N? În primul rând, este nevoie să se documenteze cu atenție care sunt substrenele utilizate pentru generarea celulelor ES și încrucișarea înapoi și să trateze aceste substrene ca tulpini diferite, nu ca fiind egale. În al doilea rând, ar fi extrem de util pentru acei anchetatori care suspectează că descoperirile lor anterioare ar putea fi explicate prin diferențe de subtensiune B6 pentru a aborda această posibilitate și pentru a raporta orice concluzii revizuite.9 În plus, alegerea tulpinii de fond B6 pentru un studiu de inginerie genetică ar trebui să fie adaptate la fenotipul specific. Dacă trebuie folosită o tulpină B6 / J ca fundal, secvențierea limitei congenice care înconjoară transgenul și compararea acestor rezultate cu cele mai recente date de secvențiere vor defini câte gene polimorfe din regiunea congenică ar putea afecta fenotipul.
Deși diferențele genetice dintre substrenele B6 prezintă probleme pentru studiile genetice inversate, aceleași diferențe oferă oportunități pentru studii genetice directe, care prosperă pe baza variației genetice și fenotipice. Identificarea regiunilor genomice care adăpostesc variante B6 asociate cu varianța într-o trăsătură (trăsături cantitative loci) ar putea duce rapid la identificarea genelor care adăpostesc variantele genetice. Deoarece mediile genetice dintre oricare două substrene B6 sunt aproape identice, majoritatea genomului poate fi eliminată luând în considerare care gene stau la baza QTL-urilor. Utilitatea acestei abordări pentru substrenele B6 nu a fost încă testată și va depinde atât de cantitatea, cât și de distribuția variației genetice care stă la baza unui QTL. Dacă SNP-urile sunt extrem de abundente și răspândite pe scară largă în majoritatea genelor, atunci problemele tipice ale studiilor F2 vor exista în continuare: rezoluție redusă și sute de gene între care să se analizeze. Dacă totuși, SNP-urile sunt limitate la un număr finit de gene, atunci ar putea fi posibil să se restrângă lista genelor la un număr considerabil de candidați. Un studiu recent care folosește tulpinile C57BL / 6J și tulpinile strâns legate C57L / J și C58 / J sugerează că această abordare va fi utilă. a înainta și a inversa abordările genetice ale trăsăturilor complexe trebuie să fie pe deplin realizat. Dacă cercetătorii sunt pregătiți să abordeze aceste diferențe, aceștia își pot minimiza efectele potențiale de confuzie și, în același timp, pot maximiza șansele pentru descoperirea de gene noi. Va fi important să se secvențeze genomul altor substrene ale B6 / J și B6 / N, deoarece diferențele comportamentale și genetice există chiar și în cadrul tulpinilor derivate din fiecare dintre aceste două substrene principale.1 În sfârșit, este important să se ia în considerare faptul că diferențele de mediu pot joacă un rol important în variația fenotipică a substrainelor B6 și, prin urmare, această întrebare poate fi abordată prin studii încurajatoare încrucișate și alte abordări care încearcă să controleze mediul substrain.
