Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено из линии Inbred )
Перейти к навигации Перейти к поиску

Инбредные линии (также называемые инбредными линиями или реже для животных линейными животными ) - это особи определенного вида, которые почти идентичны друг другу по генотипу из-за длительного инбридинга . Штамм считается инбредным, когда он подвергся по крайней мере 20 поколениям спаривания брата x сестры или потомства x родителей, при этом по крайней мере 98,6% локусов у индивидуума этой линии будут гомозиготными , и каждый индивидуум может эффективно рассматриваться как клоны . Некоторые инбредные линии были выведены на протяжении более 150 поколений, в результате чего особи в популяции имеют изогенный характер.[1] Инбредные линии животных часто используются в лабораториях для экспериментов, где для воспроизводимости выводов все подопытные животные должны быть как можно более похожими. Однако для некоторых экспериментовможет быть желательно генетическое разнообразие тестируемой популяции. Таким образом беспородных штаммы большинство лабораторных животных, также доступны, где беспородный штамм представляет собой штамм организмкоторый эффективен дикий типа в природе, где есть как мало инбридинганаскольковозможно. [2]

Некоторые растения, включая генетический модельный организм Arabidopsis thaliana, естественно самоопыляются , что позволяет довольно легко создавать инбредные штаммы в лаборатории (другие растения, включая важные генетические модели, такие как кукуруза, требуют переноса пыльцы с одного цветка на другой). [3] [4]

В лаборатории [ править ]

В исследованиях широко используются инбредные штаммы. Несколько Нобелевских премий были присуждены за работы, которые, вероятно, не могли бы быть выполнены без инбредных штаммов. Эта работа включает исследования Медавара по иммунной толерантности , разработку Колером и Мильштейном моноклональных антител , а также исследования Догерти и Цинкернагеля главного комплекса гистосовместимости (MHC). [1]

Изогенные организмы имеют идентичные или почти идентичные генотипы . [5], что верно для инбредных штаммов, поскольку они обычно имеют сходство не менее 98,6% к поколению 20. [1] Эта чрезвычайно высокая однородность означает, что требуется меньшее количество особей для получения результатов с тем же уровнем статистической значимости при инбредной линии. используется в сравнении с беспородной линией в том же эксперименте. [6]

Селекция инбредных штаммов часто направлена ​​на конкретные представляющие интерес фенотипы, такие как поведенческие черты, такие как предпочтение алкоголя, или физические черты, такие как старение, или они могут быть отобраны по чертам, которые упрощают их использование в экспериментах, например, в трансгенных экспериментах. [1] Одним из ключевых преимуществ использования инбредных штаммов в качестве модели является то, что штаммы легко доступны для любого исследования, которое вы проводите, и что существуют такие ресурсы, как Лаборатория Джексона и Flybase , где можно найти штаммы с определенными фенотипами. или генотипы из числа инбредных линий, рекомбинантных линий и коизогенных штаммов. Эмбрионы линий, которые в настоящее время не представляют особого интереса, могут быть заморожены и сохранены до тех пор, пока не появится интерес к их уникальным генотипическим или фенотипическим признакам. [7]

Рекомбинантные инбредные линии [ править ]

Картирование QTL с использованием инбредных штаммов

Для анализа связывания количественных признаков , рекомбинантные линии являются полезными , поскольку их изогенных природы, потому что генетическое сходство индивидов позволяет репликации количественного признака локуса анализа. Репликация увеличивает точность результатов эксперимента по картированию и требуется для таких признаков, как старение, когда незначительные изменения в окружающей среде могут повлиять на продолжительность жизни организма, что приведет к изменению результатов. [8]

Коизогенный штамм [ править ]

Один тип инбредного штамма, который был изменен или мутирован естественным путем, так что он отличается в одном локусе . [9] Такие штаммы полезны при анализе дисперсии внутри инбредной линии или между инбредными линиями, потому что любые различия могут быть вызваны единичным генетическим изменением или различиями в условиях окружающей среды между двумя особями одного и того же штамма, [8]

Gal4 lines [ править ]

Одним из наиболее конкретных применений инбредных штаммов дрозофилы является использование линий Gal4 / UAS в исследованиях. [10] Gal4 / UAS - это система-драйвер, в которой Gal4 может экспрессироваться в определенных тканях при определенных условиях в зависимости от его местоположения в геноме дрозофилы . При экспрессии Gal4 будет увеличиваться экспрессия генов с последовательностью UAS, специфичной для Gal4, которые обычно не обнаруживаются у Drosophila, что означает, что исследователь может проверить экспрессию трансгенного гена в различных тканях, скрещивая желаемую линию UAS с линией Gal4. с предполагаемым шаблоном выражения. Неизвестные паттерны экспрессии также можно определить с помощью зеленого флуоресцентного белка (GFP).как белок, экспрессируемый UAS. В частности, у дрозофилы есть тысячи линий Gal4 с уникальными и специфическими паттернами экспрессии, что позволяет тестировать большинство паттернов экспрессии в организме. [10]

Эффекты [ править ]

Инбридинг животных иногда приводит к генетическому дрейфу . Непрерывное наложение сходной генетики выявляет рецессивные генные паттерны, которые часто приводят к изменениям в репродуктивной способности, приспособленности и способности выживать. Уменьшение этих областей известно как инбридинговая депрессия . Гибрид двух инбредных штаммов можно использовать для нейтрализации вредных рецессивных генов, что приводит к увеличению упомянутых областей. Это известно как гетерозис . [11]

Инбредные штаммы, поскольку они представляют собой небольшие популяции гомозиготных особей, восприимчивы к фиксации новых мутаций посредством генетического дрейфа. Лаборатория Джексона на информационном сеансе по генетическому дрейфу у мышей вычислила быструю оценку скорости мутации на основе наблюдаемых признаков: 1 фенотипическая мутация каждые 1,8 поколения, хотя они предупреждают, что это, вероятно, заниженное представление, потому что использованные данные были для видимых фенотипических изменений, а не фенотипических изменений внутри линий мышей. они также добавляют, что статистически каждые 6-9 поколений мутация в кодирующей последовательности фиксируется, что приводит к созданию нового субшина. При сравнении результатов необходимо проявлять осторожность, чтобы два субшина не сравнивались, потому что субшины могут сильно отличаться [12]

Известные виды [ править ]

Крысы и мыши [ править ]

«Период перед Первой мировой войной привел к инициированию инбридинга у крыс доктором Хелен Кинг примерно в 1909 году и у мышей доктором К.С. Литтлом в 1909 году. Последний проект привел к разработке линии мышей DBA, широко распространенной в настоящее время как два основных субштамма DBA / 1 и DBA / 2, которые были разделены в 1929-1930 годах. Мыши DBA почти исчезли в 1918 году, когда основные стада были уничтожены мышиным паратифом, и только три непородные мыши остались живы Вскоре после Первой мировой войны д-р LC Strong начал инбридинг у мышей в гораздо большем масштабе, что привело, в частности, к разработке штаммов C3H и CBA, и д-ром CC Little, что привело к семейству штаммов C57 (C57BL, C57BR и C57L). Многие из самых популярных линий мышей были разработаны в течение следующего десятилетия, а некоторые из них тесно связаны между собой.Свидетельства однородности митохондриальной ДНК предполагают, что большинство обычных инбредных линий мышей, вероятно, произошли от одной размножающейся самки около 150–200 лет назад ».

«Многие из наиболее широко используемых инбредных линий крыс были также разработаны в этот период, некоторые из них Кертис и Даннинг из Института исследований рака Колумбийского университета. Штаммы, относящиеся к тому времени, включают F344, M520 и Z61, а затем ACI, ACH, A7322 и COP. Классическая работа Триона по селекции ярких и тусклых крыс привела к разработке инбредных линий TMB и TMD, а затем к обычному использованию инбредных крыс экспериментальными психологами ». [13]

Крысы [ править ]

  • Вистар как родовое название инбредных сортов, таких как Вистар-Киото, выведенных из аутбредных сортов Вистар.
  • База данных генома крыс [1] поддерживает самый последний список инбредных линий крыс и их характеристик.

Мыши [ править ]

Генеалогическая схема мышиных инбредных штаммов можно найти здесь на сайте Jackson Laboratory и в настоящее время поддерживается лабораторией. [14]

  • A / J
  • C3H
  • C57BL / 6
  • CBA
  • DBA / 2
  • BALB / c

Морские свинки [ править ]

GM Rommel впервые начал проводить эксперименты по инбридингу на морских свинках в 1906 году. В результате этих экспериментов были получены штаммы 2 и 13 морских свинок, которые используются до сих пор. Сьюэлл Райт взял на себя эксперимент в 1915 году. Перед ним стояла задача проанализировать все данные, накопленные Роммелем. Райт серьезно заинтересовался построением общей математической теории инбридинга. К 1920 году Райт разработал свой метод путевых коэффициентов, который затем использовал для разработки своей математической теории инбридинга. Райт ввел коэффициент инбридинга Fкак корреляция между объединяющими гаметами в 1922 году и большая часть последующей теории инбридинга была разработана на основе его работ. Наиболее широко используемое в настоящее время определение коэффициента инбридинга математически эквивалентно определению Райта. [14]

Медака [ править ]

Японская рыба Медака имеет высокую толерантность к инбридингу, одна линия была выведена братом и сестрой на протяжении 100 поколений без признаков инбридинговой депрессии, что обеспечивает готовый инструмент для лабораторных исследований и генетических манипуляций. Ключевые особенности Medaka, которые делают его ценным в лаборатории, включают прозрачность на ранних стадиях роста, таких как эмбрион, личинки и молодые особи, что позволяет наблюдать за развитием органов и систем в организме во время роста организма. Они также включают легкость, с которой химерный организм может быть создан с помощью различных генетических подходов, таких как имплантация клеток в растущий эмбрион, что позволяет изучать химерные и трансгенные штаммы медаки в лаборатории. [15]

Данио [ править ]

Хотя у рыбок данио есть много черт, которые стоит изучить, включая их регенерацию, инбредных штаммов рыбок данио относительно мало, возможно потому, что они испытывают более сильные эффекты от инбридинговой депрессии, чем мыши или рыбы Медака, но неясно, могут ли быть последствия инбридинга. преодолеть, так что изогенный штамм может быть создан для лабораторного использования [16]

См. Также [ править ]

  • Обратное скрещивание
  • Врожденный штамм
  • Инбридинг
  • Линнбридинг

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d Beck JA, Lloyd S, Hafezparast M, Lennon-Pierce M, Eppig JT, Festing MF, Fisher EM (январь 2000 г.). «Генеалогия инбредных линий мышей». Генетика природы . 24 (1): 23–5. DOI : 10.1038 / 71641 . PMID  10615122 .
  2. ^ "Беспородные акции" . Изогенный . Проверено 28 ноября 2017 года .
  3. ^ Родерик TH, Schlager G (1966). «Многофакторное наследование». В Green EL (ред.). Биология лабораторной мыши . Нью-Йорк: Макгроу-Хилл . п. 156. LCCN 65-27978 . 
  4. Перейти ↑ Lyon MF (1981). «Правила номенклатуры инбредных штаммов». В зеленом, Маргарет С. (ред.). Генетические варианты и штаммы лабораторных мышей . Штутгарт: Густав Фишер Верлаг. п. 368. ISBN 0-89574-152-0.
  5. ^ "Изогенный" . Мерриам-Вебстер . Проверено 18 ноября 2017 года .
  6. ^ «Повышенная статистическая мощность» . isogenic.info . Проверено 30 ноября 2017 .
  7. ^ "История инбредных штаммов" . isogenic.info . Проверено 30 ноября 2017 .
  8. ^ а б Диксон Л.К. (1993). «Использование рекомбинантных инбредных штаммов для картирования генов старения». Genetica . 91 (1–3): 151–65. DOI : 10.1007 / BF01435995 . PMID 8125266 . 
  9. ^ Bult CJ, Eppig JT, Blake JA, Kadin JA Ричардсон JE (январь 2016). «База данных генома мышей 2016» . Исследования нуклеиновых кислот . 44 (D1): D840-7. DOI : 10.1093 / NAR / gkv1211 . PMC 4702860 . PMID 26578600 .  
  10. ^ a b Даффи Дж. Б. (01.09.2002). «Система GAL4 у дрозофилы: швейцарский армейский нож генетика мух». Бытие . 34 (1-2): 1-15. DOI : 10.1002 / gene.10150 . PMID 12324939 . 
  11. ^ Майкл Фестинг . «Инбридинг и его эффекты» . Проверено 19 декабря 2013 .
  12. ^ «Генетический дрейф: что это такое и его влияние на ваши исследования» (PDF) . Лаборатория Джексона . Проверено 18 ноября 2017 года .
  13. ^ Майкл Фестинг . «История инбредных линий» . Проверено 19 декабря 2013 .
  14. ^ а б «История инбредных линий» . isogenic.info . Проверено 30 ноября 2017 .
  15. ^ Kirchmaier S, Нарусэ К, Виттбродтом Дж, Loosli F (апрель 2015 г.). «Геномно-генетический инструментарий костистого медака (Oryzias latipes)» . Генетика . 199 (4): 905–18. DOI : 10.1534 / genetics.114.173849 . PMC 4391551 . PMID 25855651 .  
  16. ↑ Shinya M, Sakai N (октябрь 2011 г.). «Получение высокогомогенных линий рыбок данио через полное спаривание пар сиб-пар» . G3 . 1 (5): 377–86. DOI : 10,1534 / g3.111.000851 . PMC 3276154 . PMID 22384348 .