Что мы знаем о лабораторной мыши?

Геномы человека и мыши совпадают на 95%, поэтому во всем мире мышь является главным экспериментальным животным, использующимся в фундаментальных и доклинических исследованиях. По словам Гэри Черчилля (Gary Churchill), профессора из Джэксоновской Лаборатории (Jackson Laboratory, США), теперь у ученых появятся новые возможности в плане изучения генетики человека.

Черчилль совместно с ученым из Университета Северной Каролины (University of North Carolina, США) Фернандо Пардо-Мануэлем де Виллена (Fernando Pardo-Manuel de Villena) создали генетическую карту, охватывающую геномы большинства инбредных (генетически идентичных) линий мышей, используемых в настоящее время для исследований. Результаты работы, опубликованные в журнале Nature Genetics, свидетельствуют о том, что большая часть линий мышей, используемых в научных исследованиях в настоящее время, обладает очень низким генетическим разнообразием в сравнении с дикими популяциями.

Современный набор линий лабораторных мышей является результатом более чем ста лет селекции. В начале XX в. американские генетики, включая Кларенса Кука Литтла (Clarence Cook Little) из Джэксоновской Лаборатории, начали изучать генетические процессы, являющиеся причиной заболеваний человека. В качестве модельного объекта была выбрана мышь, так как эти животные быстро размножаются и их легко содержать в лабораторных условиях. Ввиду отсутствия на тот момент методов молекулярной генетики, первые исследователи начинали с изучения наследования фенотипических признаков, таких как окрас шерсти. Значимым «источником» разнообразия мышиных популяций были разводчики «разноцветных мышей».

Черчилль и де Виллена сообщают, что «классические лабораторные линии получились из нескольких линий разноцветных мышей с ограниченным генетическим разнообразием». Однако линии, которые были получены из диких мышей, пойманных в естественных условиях, «представляют собой глубокий источник генетического разнообразия».

Ученые создали он-лайн ресурс Mouse Phylogeny Viewer, благодаря которому исследователи всего мира теперь имеют доступ к полной генетической информации о 162 линиях лабораторных мышей. «Этот ресурс предоставляет ученым визуальный инструмент, с помощью которого они могут изучить геном интересующей их линии мышей, найти сходства и различия между линиями и выбрать наиболее подходящую линию для конкретного эксперимента», - говорит де Виллена.

«Поскольку ученые используют этот ресурс в том числе для исследований с целью поиска генетических изменений, приводящих к развитию онкологических, сердечно-сосудистых и других заболеваний человека, результаты многочисленных экспериментов на животных должны гораздо быстрее применяться к человеку», - говорит де Виллена.

Черчилль и де Вилена почти 10 лет сотрудничали с различными лабораториями по всему миру с целью расширения генетического разнообразия линий лабораторных мышей. В 2004 г. они запустили проект Collaborative Cross с целью скрещивания восьми разных линий, пять из которых были классическими инбредными линиями, а другие три – линиями диких мышей. В 2009 г. Джэксоновская лаборатория начала проект по скрещиванию беспородных мышей с линиями животных, полученных в ходе проекта Collaborative Cross.

По оценке ученых, стандартная лабораторная линия мышей содержит около 12 миллионов однонуклеотидных полиморфизмов (single nucleotide polymorphisms, SNPs) – аллельных вариантов генов, отличающихся друг от друга на 1 нуклеотид. Благодаря Collaborative Cross в линии мышей удалось привнести около 45 миллионов SNP, что в 4 раза превышает количество аллельных вариантов генов в человеческой популяции. «Все эти генетические варианты дают нам огромные возможности для изучения генома», - говорит Черчилль.

«Данная работа создает замечательный фундамент для изучения генетики лабораторной мыши, важнейшей модели для исследования человека, - говорит профессор Джеймс Андерсон (James Anderson) из Национальных Институтов Здоровья (National Institutes of Health, США), - Знание о происхождении линий мышей не только предоставит необходимую информацию для будущих экспериментов, но также позволит проводить ретроспективный анализ огромного количества данных».



Большинство линий лабораторных мышей, использующихся в настоящее время для научных исследований, обладает ограниченным генетическим разнообразием, которое может быть расширено с помощью мышей из естественных популяций (фото: Anya Ivanova / Fotolia).

По материалам:
Jackson Laboratory

Оригинальная статья:
Yang et al. Subspecific origin and haplotype diversity in the laboratory mouse. Nature Genetics, May 29, 2011.