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新聞資(zī)訊
 來源:實驗動物那些事兒 日期:2023.05.09 

實驗大(dà)小鼠(shǔ)的遺傳(chuán)質量控製和遺傳監測:背景特征和遺傳穩定方(fāng)案

續(xù)接(jiē)上篇

GA和突(tū)變係的(de)背景特征

GA品係數量(liàng)的(de)激(jī)增加劇了實(shí)驗齧齒類動(dòng)物中未定義的“混合背景”問題。這對於那些需(xū)要用兩個獨立品係通(tōng)過雜交子代(dài)開展(zhǎn)的誘導性和條件性GA模型可能(néng)要給與更高的關注,例如Cre小鼠與Floxp小鼠的雜交。

需(xū)特別關注(zhù)GA品係背景的(de)原因是即使擁有相同的突變基因,但如(rú)果動物遺傳背景不同,也可能表現出不同的表型。最早報道的案例之一是經典的糖尿病基因位點(Leprdb)突(tū)變,它在C57BL/6背景下會出現短暫的高血糖症,但在C57BLKS背景下卻出現明顯的糖尿病症狀(zhuàng)。其他例子(zǐ)包括動物遺傳背景會對Egfr(表皮生長因子受體)敲除(chú)小鼠生存率造成影(yǐng)響,以及對Pten敲除小鼠的腫瘤發病率造成影響等。因此,每個GA品係都應該對其(qí)遺傳(chuán)背景進行確認(rèn),了解其在現有的遺傳背景下是否會對預期表型有影響,從而選擇更合適的遺傳背景及對照動物。

對(duì)均勻分布,覆蓋全基因組的遺傳標記進行掃描,可以(yǐ)用於評估來自不同近交係的基因(yīn)的(de)比例,典型的遺傳背景界定主要用於區分(fèn)有可能混合的近(jìn)交係背景。目(mù)前大部分應用的場景是去區分C57BL/6和(hé)129的亞係,因為在構建基因敲除/敲(qiāo)入小鼠時(shí),大(dà)量應(yīng)用的是129來源(yuán)的ES細胞,而幹細胞注射用(yòng)的囊胚供體通常會利用野生型的C57BL/6小鼠,因此如果在後續繁育中沒有進(jìn)行回交,通常(cháng)會得到B6;129混合遺傳背景的後代(dài)。混合遺傳背景的問題可以通過以下方法避免:

(a)將轉基因或(huò)核酸酶(méi)(Cas9-sgRNA)注入選定背景的近交係胚胎。

(b)在選定(dìng)背(bèi)景品係來源的ES細胞中修(xiū)改感興(xìng)趣的基因。

(c)將(jiāng)嵌合體與用於構建的ES細(xì)胞來源背景相同的小鼠(shǔ)品係進行雜交(jiāo)。

對於現(xiàn)有的GA品係,有(yǒu)必要去確認其遺傳背景,如果(guǒ)需要在單一背景上建立品係(xì),則需通過回交或是在遺傳標記輔助下回交的方(fāng)式進行。定期用背景品係進行回交也能最大限度(dù)地使遺傳背景保存一致。

遺傳穩定和冷凍保存方案

對於近交係、染色體置換係和同源係,育種方法和遺傳穩定計劃有助於最大限度地(dì)減少由於遺傳漂變造成的亞(yà)係(xì)分化(huà),也有助於(yú)防止與其他品係意外雜交造成的遺傳汙染。為了減(jiǎn)少遺傳漂變,應盡量減少內部(bù)育種的傳代次數,並將品係委托給專業機構通(tōng)過冷凍胚胎和/或精子保存,國外如JAX、EMMA、MMRRC、IMSR、RIKEN,國內如國家遺傳工程小鼠資源庫等。同時應按照傑克遜實驗室遺傳穩定計劃(GSP)的建議,每10代(dài)更換一次繁殖種群,以減緩遺傳(chuán)漂變的積累。對於遠(yuǎn)交係,應盡量減少近親繁殖,保持雜合度,同時也要管(guǎn)理遺傳漂變,否則會導(dǎo)致品係分化。 理想情況下,遠交(jiāo)係的種群應該保持至少25個繁殖對,每代近交係數都應控製在1%以(yǐ)下。

胚胎(tāi)和配子的冷凍保存策略已被多個儲存庫采用,包(bāo)括歐洲小鼠突變資(zī)源庫(EMMA/INFRAF RONTIER)、基因敲除小鼠計劃(KOMP)、傑克遜實驗室、動物資源與發展中心(xīn)(CARD) 和(hé)RIKEN生物資源中心。它們可以向實驗室提供冷凍(dòng)保存(cún)的材料(liào)或活體小鼠。這些儲存庫有助於向全世界(jiè)的科學界提供已經建立的品係,並為(wéi)可能丟失的品係提供備份。國際小鼠品係數據庫(IMSR)是一個可在線搜索的數據庫,集成了世界範圍內的小鼠品係、庫存和突變ES細胞係,包含近交係、突變係和基因工程小鼠。

參考文獻:

[1] Benavides F , T Rülicke,  Prins J B , et al. Genetic quality assurance and genetic monitoring of laboratory mice and rats: FELASA Working Group Report:[J]. Laboratory Animals, 2020, 54(2):135-148.

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