Новые линии лабораторных мышей ускорят генетические исследования
26.07.2011
2402
0
24020
Специалисты в области генетики мышей заканчивают исследования, начатые около ста лет назад Эбби Лaтроп (Abbie Lathrop). В начале 1900-х гг. бывшая учительница из штата Массачусетс вывела несколько линий грызунов, которые впоследствии стали первыми лабораторными линиями мышей. Однако животные, выведенные Латроп, обладали только малой частью генетического разнообразия, свойственного диким животным. Сотни линий лабораторных мышей, используемых сегодня, все еще имеют чрезвычайно ограниченный диапазон признаков, что затрудняет поиск генов, ответственных за развитие различных заболеваний.
Ученые, участвующие в амбициозном проекте под названием «Collaborative Cross», целью которого является создание разных линий мышей с широким спектром генетического разнообразия, сейчас начинают поставлять в лаборатории первых выведенных животных. Новые линии мышей значимо отличаются друг от друга, начиная от разницы в окраске шерсти и заканчивая длиной хвоста. Недавно выведенные животные уже помогают ученым в обнаружении генов, участвующих в защите организма от грибковых инфекций. Эти гены не могли бы быть так легко обнаружены с помощью стандартных линий лабораторных животных [1,2,3].
Многие классические лабораторные линии мышей, например, мыши линии C57BL/6, геном которых был секвенирован («прочитан») первым, унаследовали большую часть своих генетических характеристик от небольшой группы родоначальников. Эти линии определенным образом отличаются друг от друга, например, способностью противостоять инфекциям. Но различия между этими линиями мышей выражены не настолько сильно по сравнению с мышами дикого типа. Огромные участки генома у этих линий мышей практически идентичны, что затрудняет и увеличивает время, требующееся для выявления взаимосвязей между определенными признаками и отдельными генами, функции которых неизвестны.
«Все понимали, что существует множество вариаций, которые мы вообще не видим», - говорит один из участников проекта, специалист в области статистической генетики из Оксфордского Университета в Великобритании (University of Oxford) Ричард Мотт (Richard Mott).
Линии мышей, обладающие повышенным числом генетических различий, готовы попасть в лаборатории (Фотография: S. Hansen, J. Shockley).
Проект «Collaborative Cross» стартовал в 2005 г. в Национальной Лаборатории Оак Ридж Министерства Энергетики США (US Department of Energy's Oak Ridge National Laboratory). Были выбраны пять классических инбредных линий мышей, а также три недавно выведенных из диких животных линии мышей. Ученые стали скрещивать мышей и их потомков, чтобы перегруппировать гены.
«Чтобы создать генетически идентичные инбредные линии, мыши из одного помета скрещивались на протяжении многих поколений. Таким образом, ученые, участвующие в проекте «Collaborative Cross», получили около 30 полностью инбредных линий мышей», - рассказал один из исследователей, задумавших осуществление этого проекта, специалист в области генетики мышей из Лаборатории Джексона в Бар Харбор (Jackson Laboratory in Bar Harbor) Гари Черчилль (Gary Churchill).
Генетик Фуад Ираки (Fuad Iraqi) из Тель-Авивского Университета в Израиле (Tel Aviv University), участвующий в проекте «Collaborative Cross», протестировал 66 практически инбредных линий мышей на предмет их восприимчивости к инфекции, вызванной микроорганизмом Aspergillus fumigatus. Этот плесневый грибок вызывает у человека развитие респираторных заболеваний. Срок выживания мышей после инфицирования грибком в зависимости от линии составил от 4 до 28 суток. На основе информации о генотипе новых линий мышей и геномных последовательностях восьми родоначальников линии ученые под руководством Ираки картировали области генома, в которых содержатся гены, чьи белковые продукты определяют различия в восприимчивости к данной инфекции [3]. «Дальнейшие исследования после нокаута этих генов должны точно показать, какие гены ответственны за устойчивость к грибковой инфекции», - объяснил Ираки.
С помощью линий мышей, выведенных специалистами, участвующими в проекте «Collaborative Cross», Ираки всего лишь за один год получил результаты, которые при использовании классических линий мышей были бы получены спустя десятилетие экспериментов. «Это потрясающе», – признался ученый. Группа исследователей под руководством Ираки использует такой же подход для картирования генов, вовлеченных в защиту организма от бактерии Klebsiella pneumoniae, а также для выявления генов, ответственных за другие признаки.
«Ценность мышей, выведенных сотрудниками проекта «Collaborative Cross», еще больше возрастет, когда ученые объединят свои знания для выявления взаимосвязи между внешне различными признаками, имеющими общее генетическое происхождение, - считает директор Люксембургского Центра Биомедицинских Систем (Luxembourg Centre for Systems Biomedicine) Рудольф Баллинг (Rudolph Balling). – Необходима интегрированная база данных. Это – ключ ко всему».
«Было бы хорошо объединить проект «Collaborative Cross» с другим проектом под названием «International Knockout Mouse Consortium» с целью создания тысяч линий мышей с «нокаутированными» генам, у которых в совокупности не хватает практически каждого мышиного гена [см. [url=http://www.nature.com/news/2011/110615/full/474262a.html ]Nature 474, 262–263; 2011[/url]]. Например, с помощью мышей, выведенных сотрудниками проекта «Collaborative Cross», можно показать, что «выключение» гена, изменяющего склонность мышей к развитию диабета, влияет на другие признаки, например, на нарушенный метаболизм глюкозы», - говорит Директор Группы Генетики Млекопитающих в Медицинском Исследовательском Совете Великобритании (Mammalian Genetics Unit at Medical Research Council Harwell) Стив Браун (Steve Brown).
В настоящее время не существует баз данных, помогающих ученым моделировать такие связи. Кроме того, ограничены возможности по транспортировке тысяч различных линий мышей по всему миру. В связи с этим ученые, участвующие в проекте «Collaborative Cross», работают с Университетом Северной Каролины (University of North Carolina) для того, чтобы сделать новые линии мышей доступными для лабораторий во всем мире. Ученые планируют отправить в лаборатории первые размножающиеся пары мышей уже к концу этого года, а также увеличить количество доступных линий мышей к 2012 г. до сотни.
По материалам:
NatureNews
Литература:
1. Aylor, D. L. et al. Genome Res. http://dx.doi.org/10.1101/gr.111310.110 (2011)
2. Philip, V. M. et al. Genome Res. http://dx.doi.org/10.1101/gr.113886.110 (2011)
3. Durrant, C. et al. Genome Res. http://dx.doi.org/10.1101/gr.118786.110 (2011)
Ученые, участвующие в амбициозном проекте под названием «Collaborative Cross», целью которого является создание разных линий мышей с широким спектром генетического разнообразия, сейчас начинают поставлять в лаборатории первых выведенных животных. Новые линии мышей значимо отличаются друг от друга, начиная от разницы в окраске шерсти и заканчивая длиной хвоста. Недавно выведенные животные уже помогают ученым в обнаружении генов, участвующих в защите организма от грибковых инфекций. Эти гены не могли бы быть так легко обнаружены с помощью стандартных линий лабораторных животных [1,2,3].
Многие классические лабораторные линии мышей, например, мыши линии C57BL/6, геном которых был секвенирован («прочитан») первым, унаследовали большую часть своих генетических характеристик от небольшой группы родоначальников. Эти линии определенным образом отличаются друг от друга, например, способностью противостоять инфекциям. Но различия между этими линиями мышей выражены не настолько сильно по сравнению с мышами дикого типа. Огромные участки генома у этих линий мышей практически идентичны, что затрудняет и увеличивает время, требующееся для выявления взаимосвязей между определенными признаками и отдельными генами, функции которых неизвестны.
«Все понимали, что существует множество вариаций, которые мы вообще не видим», - говорит один из участников проекта, специалист в области статистической генетики из Оксфордского Университета в Великобритании (University of Oxford) Ричард Мотт (Richard Mott).
Линии мышей, обладающие повышенным числом генетических различий, готовы попасть в лаборатории (Фотография: S. Hansen, J. Shockley).
Проект «Collaborative Cross» стартовал в 2005 г. в Национальной Лаборатории Оак Ридж Министерства Энергетики США (US Department of Energy's Oak Ridge National Laboratory). Были выбраны пять классических инбредных линий мышей, а также три недавно выведенных из диких животных линии мышей. Ученые стали скрещивать мышей и их потомков, чтобы перегруппировать гены.
«Чтобы создать генетически идентичные инбредные линии, мыши из одного помета скрещивались на протяжении многих поколений. Таким образом, ученые, участвующие в проекте «Collaborative Cross», получили около 30 полностью инбредных линий мышей», - рассказал один из исследователей, задумавших осуществление этого проекта, специалист в области генетики мышей из Лаборатории Джексона в Бар Харбор (Jackson Laboratory in Bar Harbor) Гари Черчилль (Gary Churchill).
Генетик Фуад Ираки (Fuad Iraqi) из Тель-Авивского Университета в Израиле (Tel Aviv University), участвующий в проекте «Collaborative Cross», протестировал 66 практически инбредных линий мышей на предмет их восприимчивости к инфекции, вызванной микроорганизмом Aspergillus fumigatus. Этот плесневый грибок вызывает у человека развитие респираторных заболеваний. Срок выживания мышей после инфицирования грибком в зависимости от линии составил от 4 до 28 суток. На основе информации о генотипе новых линий мышей и геномных последовательностях восьми родоначальников линии ученые под руководством Ираки картировали области генома, в которых содержатся гены, чьи белковые продукты определяют различия в восприимчивости к данной инфекции [3]. «Дальнейшие исследования после нокаута этих генов должны точно показать, какие гены ответственны за устойчивость к грибковой инфекции», - объяснил Ираки.
С помощью линий мышей, выведенных специалистами, участвующими в проекте «Collaborative Cross», Ираки всего лишь за один год получил результаты, которые при использовании классических линий мышей были бы получены спустя десятилетие экспериментов. «Это потрясающе», – признался ученый. Группа исследователей под руководством Ираки использует такой же подход для картирования генов, вовлеченных в защиту организма от бактерии Klebsiella pneumoniae, а также для выявления генов, ответственных за другие признаки.
«Ценность мышей, выведенных сотрудниками проекта «Collaborative Cross», еще больше возрастет, когда ученые объединят свои знания для выявления взаимосвязи между внешне различными признаками, имеющими общее генетическое происхождение, - считает директор Люксембургского Центра Биомедицинских Систем (Luxembourg Centre for Systems Biomedicine) Рудольф Баллинг (Rudolph Balling). – Необходима интегрированная база данных. Это – ключ ко всему».
«Было бы хорошо объединить проект «Collaborative Cross» с другим проектом под названием «International Knockout Mouse Consortium» с целью создания тысяч линий мышей с «нокаутированными» генам, у которых в совокупности не хватает практически каждого мышиного гена [см. [url=http://www.nature.com/news/2011/110615/full/474262a.html ]Nature 474, 262–263; 2011[/url]]. Например, с помощью мышей, выведенных сотрудниками проекта «Collaborative Cross», можно показать, что «выключение» гена, изменяющего склонность мышей к развитию диабета, влияет на другие признаки, например, на нарушенный метаболизм глюкозы», - говорит Директор Группы Генетики Млекопитающих в Медицинском Исследовательском Совете Великобритании (Mammalian Genetics Unit at Medical Research Council Harwell) Стив Браун (Steve Brown).
В настоящее время не существует баз данных, помогающих ученым моделировать такие связи. Кроме того, ограничены возможности по транспортировке тысяч различных линий мышей по всему миру. В связи с этим ученые, участвующие в проекте «Collaborative Cross», работают с Университетом Северной Каролины (University of North Carolina) для того, чтобы сделать новые линии мышей доступными для лабораторий во всем мире. Ученые планируют отправить в лаборатории первые размножающиеся пары мышей уже к концу этого года, а также увеличить количество доступных линий мышей к 2012 г. до сотни.
По материалам:
NatureNews
Литература:
1. Aylor, D. L. et al. Genome Res. http://dx.doi.org/10.1101/gr.111310.110 (2011)
2. Philip, V. M. et al. Genome Res. http://dx.doi.org/10.1101/gr.113886.110 (2011)
3. Durrant, C. et al. Genome Res. http://dx.doi.org/10.1101/gr.118786.110 (2011)
Ваш комментарий:
Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Чтобы оставить комментарий, необходимо авторизоваться.
Последние комментарии
