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GA小鼠研究中的遗传漂移

讨论遗传漂移对GA小鼠研究数据完整性的可能影响

多年来,遗传漂移已被用作难以解释的结果的可能解释。实验结果,例如在建立良好的小鼠系或两个显而易见的菌落中改变表型,在分裂几年后产生不同的结果,通常归因于菌株基因组的缓慢变化,而这种菌株基因组的变化缓慢发生了。

遗传漂移:基因进化的缓慢而微妙的趋势。

遗传漂移是由整个基因组中发生的自发突变引起的。这些遗传改变中有许多是在非编码DNA的区域中,有一次认为这代表了无关紧要或“垃圾” DNA。但是现在知道,许多这些序列可能在适当的基因调节中具有功能[1]。当然,在基因组的蛋白质编码区域中发生的较小但大量的变化会发生,可能会改变基因产物,从而改变基因功能。

自发突变:这些突变来自多种来源,包括DNA复制中的错误,自发性病变和可转移的遗传元件。

随着整个基因组测序和推进生物信息学工具的到来,现在可以在个体的基因组之间进行复杂的比较。这产生了有关世代之间基因组变化程度的大量信息,这些信息是一种遗传变化,这些变化是由于动物的产生而产生的,例如遗传改变的小鼠菌株的传播。

它已经计算[2]自发突变率为每一代每一代人为每26MB大约1个,这相当于每代的每个基因组大约引入100个SNP。通过推断此信息,我们可以估计,将小鼠系繁殖为10年的封闭菌落(独立于其祖先背景菌株),并且假设每年3代,则在3,000个核苷酸区域将具有特定于该小鼠线的3,000个核苷酸变化。

当然,这些基因突变在小鼠遗传学中非常有利。携带这些自发突变的近交菌株已被广泛用于生物医学研究,并继续成为大量研究的来源。

拉紧 表型 突变
C57BL/6Jolahsd 行为表型 α-核蛋白[3这是给予的
C3H/嘿 视网膜变性 PDE6[[4这是给予的
C57BL/6J 胰岛素分泌减少 烟酰胺核苷酸经氢化酶(nnt)[[5这是给予的
129-所有基质 记忆力受损 光盘[[5这是给予的
C57BL/6N 视网膜斑点 CRB1[[6这是给予的

管理GA小鼠菌落中的遗传漂移

  • 意识:请注意,繁殖菌落的基因组是动态实体。如果获得表型的变化或意外结果,请确保有正确的控制措施排除其他突变以外的其他突变。
  • 预防:在纯合转基因或突变之前非常仔细地考虑遗传漂移的含义。纯合菌落变成了一个封闭的菌落和自发突变的避难所,而自发突变的可能性比杂合子繁殖的繁殖线更可能被固定在少量人群的基因组中
  • 解决方案:隔离纯合ga菌落中自发突变的任何影响的最简单方法(其中可能包括繁殖力和生存力问题)是将它们反向杂交到定义的背景菌株中。

概括

遗传漂移将始终发生,并混淆一小部分但很大一部分的结果。除非采取主动措施来防止它,否则在数据解释中永远不会打折遗传漂移。

萨拉·威尔斯(Sara Wells),MRC Harwell

参考

  1. yue f等。(2014)。小鼠基因组中DNA元素的比较百科全书。自然515:355-64。doi:10.1038/nature13992
  2. Lynch(2010)。突变率的演变。趋势基因26:345-52。doi:10.1016/j.tig.2010.05.003
  3. Specht CG和Schoepfer R(2001)。在C57BL/6J近交小鼠亚群中删除α-核蛋白基因座。BMC Neurosci2:11。doi:10.1186/1471-2202-2-11
  4. Pittler SJ和Baehr W(1991)。RD小鼠的Rod感光受体CGMP磷酸二酯酶β-亚基基因中的无义突变的鉴定。Proc Natl Acad Sci U S A,88(19):8322-6。doi:10.1073/pnas.88.19.8322
  5. 弗里曼HC等。(2006)。烟酰胺核苷酸经氢化酶的缺失:一个新的定量性状基因座,占C57BL/6J小鼠中葡萄糖不耐症的原因。糖尿病55(7):2153-6。doi:10.2337/db06-0358
  6. Clapcote SJ和Roder JC(2006)。缺失的多态性Disc1对于所有129个小鼠底物来说都是共同的:对脑功能基因靶向研究的影响。遗传学173(4):2407–10。doi:10.1534/Genetics.106.060749
  7. Mattapallil MJ等。(2012)。CRB1基因的RD8突变存在于C57BL/6N小鼠和胚胎干细胞的供应商系中,并混淆了眼诱导的突变表型。投资Ophthalmol Vis Sci53(6):2921-7。doi:10.1167/iovs.12-9662
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