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 來源(yuán):實驗動物那(nà)些事兒 日期:2023.05.09 

實驗大小鼠的遺傳質量控製和遺傳監測:背景特征和遺傳穩定方(fāng)案

續接上篇

GA和突(tū)變係的背景特征

GA品係數量的激增加(jiā)劇(jù)了實驗齧齒(chǐ)類動(dòng)物中未定(dìng)義的“混合背(bèi)景”問題。這對於那些需要用兩(liǎng)個(gè)獨立品係通過雜交子代開展的誘(yòu)導(dǎo)性(xìng)和條件性GA模型可能要給與更高的關注,例如Cre小鼠與Floxp小鼠的(de)雜交。

需特別關注GA品係背景的原因是即(jí)使擁有(yǒu)相同的突變基因,但(dàn)如果(guǒ)動物遺傳背景不同,也可能表(biǎo)現出不同的表型。最早報道的案(àn)例(lì)之一是經典的糖尿病基因位點(Leprdb)突變,它(tā)在C57BL/6背景(jǐng)下(xià)會(huì)出現短暫(zàn)的高血(xuè)糖症,但在C57BLKS背景下卻出現明顯的糖尿病症狀。其他例子包括動物遺傳背景會(huì)對Egfr(表(biǎo)皮生(shēng)長因子受體)敲除(chú)小鼠生(shēng)存率造(zào)成影(yǐng)響,以及對Pten敲除小鼠的(de)腫瘤發病率(lǜ)造(zào)成影響等。因此,每個GA品係都應該對其遺傳背景進行確(què)認,了(le)解其在現有的(de)遺傳背景下是否會對預(yù)期表型有(yǒu)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(gài)全基因組的遺傳標記進行掃(sǎo)描,可以用於評估來自不同近交係的(de)基因(yīn)的比例,典型的遺(yí)傳背景界定主要用於區分有可能混合的近交係背景。目前大部(bù)分應用(yòng)的場景是去區分C57BL/6和(hé)129的亞係,因為(wéi)在構建(jiàn)基因敲除/敲入小鼠時,大量應用(yòng)的(de)是129來(lái)源的ES細(xì)胞(bāo),而幹細胞注射用的囊胚供體通常會利(lì)用野生型的C57BL/6小鼠,因(yīn)此(cǐ)如果(guǒ)在後續(xù)繁(fán)育中沒有進行回(huí)交,通常會得到B6;129混合(hé)遺傳背景的後代。混合遺(yí)傳背景的問題可以通過以(yǐ)下方法避免:

(a)將轉(zhuǎn)基因或核酸酶(Cas9-sgRNA)注入選定背景(jǐng)的近交係胚(pēi)胎。

(b)在選定(dìng)背景品係(xì)來源的ES細胞中修改感興趣的基因。

(c)將嵌合體(tǐ)與用於構建(jiàn)的ES細胞來源背景相同的小鼠品係進行雜交。

對於現有的GA品係,有必要去確認其遺傳背景,如果需要在單一背景上建立品(pǐn)係,則需通過回交或(huò)是在遺傳(chuán)標記輔助下回交的方式進行(háng)。定期用背(bèi)景品係進行回交也(yě)能最大限度地使遺傳背景(jǐng)保存一致。

遺傳(chuán)穩定和冷凍保存方案

對於近交(jiāo)係、染色體置換係和同源係,育種方法和(hé)遺傳穩定(dìng)計劃有助於最大限度地減少由於遺傳漂變造成的亞係分化,也有助於防止與其他品(pǐn)係意外雜(zá)交造成的遺(yí)傳汙染。為了減少遺傳漂變,應盡量減少內部育種(zhǒng)的傳代次數,並將品係委托給專(zhuān)業機構通(tōng)過冷凍胚胎和/或精(jīng)子保存,國(guó)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(zhào)傑克遜實驗室遺傳穩定計劃(GSP)的建議,每10代更換一次繁殖種群,以減緩(huǎn)遺傳漂變的積(jī)累。對於遠交係,應盡(jìn)量減少近親繁殖,保持雜合度(dù),同時也要管理(lǐ)遺傳漂變,否則會導致品係分化。 理想情況下,遠交係的種群(qún)應該保持至少25個繁(fán)殖對,每代近交係數都應控(kòng)製在1%以下。

胚胎(tāi)和配子的冷凍保存策略已被多(duō)個儲存庫采用,包括歐洲小鼠突變資源庫(EMMA/INFRAF RONTIER)、基因敲除小鼠計劃(KOMP)、傑(jié)克遜實(shí)驗室、動物資源與發展中心(CARD) 和RIKEN生物資源(yuán)中心(xīn)。它們可(kě)以向實驗室提供(gòng)冷凍保存的材料或活體小鼠。這些儲存庫(kù)有助(zhù)於向全世界的科學界提供(gòng)已經建立的品係,並為可能丟失的品係提供備份(fèn)。國際小鼠品係數據庫(IMSR)是一個可(kě)在線搜索的數據庫,集成了世界範圍內的小鼠品係、庫存(cún)和突(tū)變ES細胞係(xì),包含近交係、突變係和基因工程(chéng)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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