Hur att korsa musstammar

Hur att korsa musstammar börjat med två föräldrar

3,2 MUS kors och standardstammar

Ett formellt klassificeringssystem har utvecklats för att beskriva de olika typer av korsningar som kan sättas upp mellan möss med definierade genetiska relationer i förhållande till varandra vid ett eller flera loci. För enkelhetens skull för att beskriva dessa korsningar, kommer jag godtyckligt använda en enda locus (den en locus) med två alleler (en och en ) För att representera situation som har uppstått för hela genomet. Med en enkel två allel-system, finns det bara fyra gener klasser av kors som kan utföras: var och en av dessa är definierade i tabell 3,2 och beskrivna mer i detalj i den följande diskussionen.


En parning mellan två medlemmar av samma inavlade stam, eller mellan två djur med samma homozygot genotyp kallas en incross . Den incross fungerar främst som ett medel för att upprätthålla stammar av djur som är inavlade eller bära särskilda alleler av intresse för utredaren. All avkomma från en incross kommer att ha samma homozygot genotyp som är identisk med den som är närvarande i båda föräldrarna.

3.2.2 Genereringen av inavlade stammar

Om det finns en 12,5% chans att båda F2 progenitorer är identiskt homozygot vid varje ett locus, därefter ca 12,5% av alla loci i genomet kommer att falla in i detta tillstånd på måfå. Konsekvensen av dessa loci är dramatisk: all avkomma i följande F3 generationen, och all avkomma i alla efterföljande filialgenerationer kommer också att vara homozygot för samma alleler på dessa särskilda loci. Ett annat sätt att se på denna process är att betrakta det faktum att när en start allel vid varje ställe har förlorats från en stam av möss, kan det aldrig komma tillbaka, så länge bara bror-syster parningar utförs för att bibehålla stammen.

Figur 3.2 visar graden av homozygoti nås genom individuella möss vid varje generation av inavel tillsammans med den andel av genomet som är fast identiskt i både djur valt att producera nästa filial generation enligt formlerna som ges av Green (1981). Efter 20 generationer av inavel, ska 98,7% av loci i genomet hos varje djur vara homozygot (Green, 1981). Detta är den operationella definitionen av inavlad. Vid varje efterföljande generation, kommer nivån av heterozygositet falla med 19,1%, så att 30 generationer, kommer 99,8% av genomet vara homozygota och på 40 generationer, kommer 99,98% att vara homozygot.

Dessa beräkningar baseras på att förenkla antagandet av ett genom som är oändligt delbar med alla loci assorting självständigt. I själva verket är storleken på genomet ändliga och, ännu viktigare, inte länkade loci inte assort självständigt. Istället är stora kromosom bitar ärvt som enheter, även om gränserna för varje bit kommer att variera på ett slumpmässigt sätt från en generation till nästa. Som en konsekvens finns det ett ständigt ökande risk för fullständig homozygositet som möss passera från den 30: e till 60: e generationen av inavel (Bailey, 1978). I själva verket, med 60 generationer, skulle man vara nästan säker på en homogen homozygot genom om det inte vore för den ständiga uppkomsten av nya spontana mutationer (varav de flesta kommer att ha någon synlig effekt på fenotypen). Dock kommer varje ny mutation som inträffar snart vara fast eller elimineras från stammen genom ytterligare omgångar av inavel. Således, för alla praktiska ändamål, möss på F60 generationen eller högre kan anses 100% homozygot och genetiskt omöjlig att skilja från alla syskon och nära släktingar (Bailey, 1978). Alla de klassiska inavlade stammar (inklusive de i tabell 3.2 och många andra) har inavlad i minst 60 generationer.

3.2.3 De klassiska inavlade stammar

Under de första tre decennierna av nittonhundratalet, var en serie av inavlade stammar utvecklats från möss som erhållits genom den tjusiga handel (se kapitel 1). Ett litet antal av dessa "klassiska stammar" har genom åren blivit standard för forskning inom de flesta områden av mus biologi. Den viktigaste av dessa stammar är listade i tabell 3.1 tillsammans med deras användning, andra egenskaper och antalet generationer av sekventiella bror syster parningar som hade åstadkommit, som av 1993, i kolonierna av de största leverantörerna. Andra egenskaper som är relevanta för reproduktionsförmågan hos många av de klassiska inavlade stammar redovisas i Tabell 4.1. Bilder från flera klassiska och nyligen härledda musstammar presenteras i Figur 3.3.

3.2.4 segregerande inavlade stammar

Vid varje generation av avels kommer en segregerande inavlad stam producera två klasser av djur: de som bär den muterade allelen och de som inte gör det. Således är det möjligt att använda syskon djur "experimentell" och "kontrollera" grupper för att undersöka de fenotypiska effekterna av mutationen i en relativt likformig genetisk bakgrund. Segregerande inavlade stammar är konceptuellt liknar kongena stammar och läsaren bör läsa avsnitt 3.3.3 för mer information om fördelarna och begränsningarna med denna metod för genetisk analys.

3.2.5 Nyligen härledda inavlade stammar

Således, det inte förvånande att under de tidiga stadierna av mus inavel, många av djuren blir sjuka eller infertila. Vid F2 till F8 generationer, är andelen sterila möss ofta så stor att de tidigaste musen genetik trodde att inavel var en teoretisk omöjlighet (Strong, 1978). de var uppenbarligen fel. Men för att lyckas måste man börja produktionen av en ny stam med ett mycket stort antal oberoende F1 X F1 linjer följt av flera grenar vid varje följande generation. De flesta av dessa linjer kommer att misslyckas med att föda på ett produktivt sätt. Däremot kan en utredare fortsätta att föda upp de få mest produktiva linjer vid varje generation – det är sannolikt att ha segregerade bort de flesta av de skadliga alleler. Fördjupningen i avel kommer att börja blekna bort av F8 generation med eliminering av alla skadliga alleler. Inavelsdepression sker inte när en ny inavlad stam påbörjas med två föräldrar som själva redan inavlad eftersom inga skadliga gener förekommer i början i detta speciella fall.

3.2.6 F1-hybrider

Den mest uppenbara fördelen att arbeta med inavlade stammar är genetisk enhetlighet över tid och rum. Forskare kan vara säker på att de B6 möss som användes i experiment i dag är i huvudsak den genetiska motsvarigheten till B6 möss som användes för tio år sedan. Vidare kan en vara säkra på att det alltid kommer att vara B6-möss runt för att göra experiment på. Således, det finns inavlade stammar tjänar till att eliminera bidraget av genetisk variabilitet för tolkningen av experimentella resultat. Det finns emellertid en allvarlig nackdel att arbeta med inavlade möss av att en fullständigt inavlad genomet är ett onormalt tillstånd med skadliga fenotypiska konsekvenser. Bristen på genomisk heterozygositet är ansvarig för en generaliserad minskning i ett antal tränings egenskaper inklusive kroppsvikt, livslängd, fruktsamhet, kullstorlek, och motståndskraft mot sjukdomar och experimentella manipulationer.

Det är möjligt att generera möss som är genetiskt homogen utan att lida konsekvenserna av hela genomet homozygoti. Detta åstadkommes genom att man genom förflyttning två inavlade stammar. De resulterande F1 hybrid djur uttrycka hybrid vigör i alla fitness egenskaper just räknat med en total livslängd som kommer att överstiga den av både inavlade föräldrar (grön och Witham, 1991). Dessutom, så länge som det finns både B6-möss och DBA möss, till exempel, kommer det att vara möjligt att producera F1 hybrider mellan de två, och alla F1-hybrider som erhållits från en korsning mellan en B6 hona och en DBA man kommer att vara genetiskt identisk med varandra över tid och rum. Denna speciella F1 hybrid är den vanligaste av de som används och är tillgänglig direkt från de flesta leverantörer. Alla F1 hybrid djur namnges med en förkortad form av den kvinnliga föregångare först, följt av den manliga föregångare och "F1 " symbol. F1-hybrid som genereras från en korsning mellan B6 honor och DBA / 2 hanar heter B6D2F1. Naturligtvis kommer enhetlighet inte bevaras i avkomman som resulterar från en "intern korsning" mellan två F1 hybrider; istället slumpmässig segregation och oberoende sortiment kommer att leda till F2 djur som alla genotypiskt distinkt.

3.2.7 utavlade bestånd

Ett stort antal av de laboratoriemöss säljs och används vid utredare runt om i världen är att betrakta som utavlade eller slumpmässigt uppfödda. Populära lager av sådana möss i US inkluderar CD-1 (Charles River Breeding Laboratories), schweiziska Webster (Taconic Farms), och ICR och NIH Swiss (båda från Harlan Sprague Dawley). Avlade möss används för samma skäl som F1 hybrider – de uppvisar hybrid kraft med lång livslängd, hög motståndskraft mot sjukdomar, tidig fruktsamhet, stora och frekventa kullar, låg neonatal dödlighet, snabb tillväxt och stor storlek. Men till skillnad från F1-hybrider, avlade möss är genetiskt odefinierad. Ändå är avlade möss köps och används i stora mängder bara för att de är billigare än någon av de genetiskt definierade stammar.

Avlade möss är användbara i experiment där den exakta genotyp av djur är inte viktigt, och när de inte kommer att bidra med sin arvsmassa mot etablering av nya stammar. De är ofta perfekt som en källa av material för biokemisk rening och som stud hanar för stimulering av pseudo graviditeten hos kvinnor som ska användas som fostermödrar för transgena eller chimära embryon. Det är oklokt att använda avlade män som föregångare för någon stam av möss som upprätthålls och studeras över flera generationer; slumpfödda förälder kommer att bidra genetisk osäkerhet som kan leda till oväntade resultat sänk vägen.

Om ett lager av möss var verkligen slumpmässigt uppfödda, skulle upprätthållas genom parningar som sattes upp slumpmässigt bland avel ålder medlemmar av befolkningen. Följaktligen skulle parningar ibland uppstå mellan individer närbesläktade som syskon. De flesta kommersiella leverantörer följer avelsprogram som undviker korsningar mellan närbesläktade individer i syfte att bibehålla den maximala nivån av heterozygositet i all avkomma. Således är slumpmässigt uppfödda en missvisande; lager av denna typ bör alltid kallas icke-inavlad eller utavlade.

Källa: www.informatics.jax.org

Kommentera

E-postadressen publiceras inte. Obligatoriska fält är märkta *

8 − 6 =