100 лет лабораторной мыши | Будь Здорова

Какие только гены ни внедряли в хромосомы мыши – в том числе и связанные с ожирением, повышенной агрессивностью или алкоголизмом.

В 2009 году в мире отмечается столетие лабораторной мыши. Но почему именно столетие, если опыты над мышами проводились еще в XIX веке сначала физиологами, а потом микробиологами? Например, в 1870-х Роберт Кох на мышах доказал, что открытая им бактерия вызывает сибирскую язву. В первые годы XX века Пауль Эрлих выполнил более тысячи опытов, пытаясь перенести опухоль с одной мыши на другую.

Первая чистая линия

Что же произошло в 1909 году? Чтобы разобраться с этим, надо вспомнить, что для научных экспериментов необходимы полностью одинаковые объекты: первый – на котором ставят опыт, и второй – контрольный. При опытах на живых организмах это должны быть генетически одинаковые растения или животные, для чего приходится прибегать к инбридингу – близкородственному скрещиванию. Потомство получают от родных братьев и сестер, среди этого потомства снова спаривают братьев и сестер. Так делают на протяжении нескольких поколений. В итоге получаются животные, генотипы которых полностью совпадают. Такое потомство называют инбредной линией (иногда также используется термин «чистая линия»). Инбредные линии животных хороши и тем, что таким животным можно пересаживать ткани и органы друг от друга, не вызывая отторжения.

Первая инбредная линия мышей, пригодная для исследований, была получена в 1909 году. Ее вывел Кларенс Кук Литл (1888 – 1971) из Гарвардского университета. Он занимался изучением того, как наследуется окраска мышей. В ходе работы он решил получить генетически одинаковых мышей с помощью инбридинга и добился успеха. Это была первая чистая линия мышей, известная как линия DBA и существующая по сей день. Мыши этой линии имеют светло-коричневую окраску.

Для того чтобы получить генетически однородных мышей, требуется скрещивать братьев с сестрами на протяжении 18-20 поколений. Тут и проявляется одна из самых выгодных черт мыши как лабораторного животного: быстрое размножение. Мыши достигают половой зрелости в возрасте 5-7 недель, беременность у них длится всего 20 дней. Значит, за сравнительно короткое время можно получить несколько поколений. Работа Кларенса Литла по выведению первой чистой линии заняла всего несколько лет.

Быстрота размножения – не единственное достоинство мыши в качестве подопытного животного. Мыши неприхотливы, их легко прокормить, они невелики по размеру. Мышь служит хорошей моделью биологических процессов, протекающих у человека. «Мышь – ключ к пониманию генетической базы развития организма человека, его болезней и нарушений его функций», — говорил Кларенс Литл. Конечно, свинья или обезьяна еще более близки к человеку, но содержать их куда труднее. Поэтому с 1909 года и до наших дней миллионы мышей живут в лабораториях по всему миру.

Лабораторные мыши в промышленных масштабах

В 1929 году Кларенс Литл основал в городе Бар-Харбор (штат Мэн) Джексоновскую лабораторию, которая стала центром исследований по генетике и одновременно базой производства чистых линий мышей. Она получила название в честь Роско Джексона – главы автомобильной компании Hudson Motor Car, финансировавшей создание лаборатории. К 1944 году Джексоновская лаборатория поставляла еженедельно 9000 мышей в другие лаборатории США. В ней же велись и исследовательские работы. В 1947 году во время пожара лаборатория погибла, но она была быстро восстановлено, а поголовье мышей восполнено благодаря животным, присланным учеными со всего мира, ранее получавшими мышей из Джексоновской лаборатории.

Сейчас Джексоновская лаборатория – всемирно известный научный центр, где ведутся исследования по многим направлениям, например, по генетике млекопитающих и онкологическим заболеваниям. Одновременно эта лаборатория служит крупным центром подготовки специалистов по молекулярной биологии. И, конечно же, Джексоновская лаборатория по-прежнему остается лидером в выращивании лабораторных мышей: сейчас она ежегодно поставляет около двух миллионов животных в научные учреждения всего мира.

В Джексоновской лаборатории впоследствии было сделано немало важных открытий. Например, Джордж Снелл, работавший там, при помощи опытов на мышах открыл генетические факторы, определяющие тканевую совместимость при пересадке органов. Он открыл область генома, названную «главным комплексом гистосовместимости». Гены этой области кодируют определенные белки, находящиеся на поверхности клеток, и играют важную роль в работе иммунной системы. В 1980 году Джордж Снелл получил за свои работы Нобелевскую премию.

Эксперименты на мышах

Бактериологи, начиная с Коха, заражают мышей разнообразными болезнями, фармакологи испытывают на мышах новые препараты. Мыши служат незаменимым объектом для опытов в области онкологии, иммунологии, трансплантологии и других областях медицины. Психологи и психофизиологи изучают на мышах механизмы памяти и ориентации, заставляя животных проходить специальные лабиринты. Когда в распоряжении ученых появились технологии генной инженерии, без мышей опять не обошлось. Какие только гены ни внедряли в хромосомы мыши – в том числе и гены, связанные с ожирением, повышенной агрессивностью или алкоголизмом.

С помощью мышей было сделано немало открытий. Вот лишь одно из недавних. В 2007 году Нобелевскую премию по физиологии и медицине получили Марио Капеччи, Мартин Эванс и Оливер Смитис «за их открытие принципов внесения специфических генных модификаций мышей с использованием эмбриональных стволовых клеток». То есть, именно Мартин Эванс в 1981 году впервые выделил из зародыша мыши линии эмбриональных стволовых клеток.

В результате исследований Капеччи, Эванса и Смитиса в лабораториях появились так называемые «нокаутные мыши». У них блокированы («нокаутированы») отдельные гены, что позволяет исследовать функции этих генов или смоделировать на мышах заболевания человека.

Расти, мышь лабораторная

В наши дни существует целая индустрия по выращиванию лабораторных мышей. Для нужд ученых созданы различные чистые линии мышей, обладающие нужными свойствами. Знаменитая линия BALB/c (Bagg albino C) крупных мышей белого цвета создана Хелси Баггом из Нью-Йорка путем скрещивания мышей, полученных им от поставщика из штата Огайо. Багг на протяжении 26 поколений скрещивал братьев и сестер и в итоге получил одну из самых популярных в лабораториях мира линию. В 1951 году сохранением линии стал заниматься Национальный институт здравоохранения США, на тот момент ее история насчитывала уже 72 поколения. Мыши линии BALB/c используются в исследованиях по иммунологии и онкологии.

Мыши линии A и многих ее сублиний отличаются повышенной частотой рака молочной железы. Мыши линии AKR/J часто болеют лейкозом, мыши BRSUNT/N склонны к ожирению, мыши CBA/CaLac отличаются долгожительством. Линия I/StY высоко чувствительна к возбудителю туберкулеза, а линия 101/Н – к индукции кожных и легочных опухолей. Есть и безволосая линия – HRS/J. При выращивании любой линии через определенное время контролируется генетическая идентичность потомства, и мыши, в организме которых произошли мутации, выбраковываются. Для работ, не требующих абсолютно одинаковых животных, выращиваются и мыши, не принадлежащие к чистым линиям. В продажу они поступают под названием «нелинейные мыши».

Для работ иммунологов требуются мыши с подавленным иммунитетом. Также они используются в исследованиях по онкологии. Штаммы различных опухолей хранятся в лабораториях, и ученому уже не надо ждать, когда опухоль спонтанно разовьется у мыши, он может трансплантировать ей штамм нужной опухоли. Это позволяет гораздо быстрее проводить исследования по лечению онкологических заболеваний. Для таких работ создана линия мышей с иммунодифицитом. У этих мышей отсутствует тимус (вилочковая железа) и волосяной покров. Они известны под названием «голые мыши» (nude mouse). Для работы с ними создают специальные стерильные виварии, используют стерильные опилки и еду, так как эти мыши легко могут стать жертвой любой инфекции.

Помимо самих мышей производители предлагают «сопутствующие товары». В первую очереди это специальный корм. Кроме того, существует разнообразное оборудование: от простых колес и лабиринтов, до специально спроектированных для мышей рентгеновских аппаратов и томографов. Можно сделать УЗИ и кардиограмму мыши.

Мышь, отлитая в бронзе

Многим животным, которые помогали в работе ученым, поставлены памятники. Не обойдены вниманием и лабораторные мыши. В России такой памятник установлен возле ветеринарной лаборатории города Задонска Липецкой области.

А памятнику лабораторной мыши, который уже несколько лет планируется поставить возле Новосибирской медицинской академии, почему-то не везет. В 2005 году проект памятника был заказан скульптору Араму Григоряну: из семи выполненных им моделей новосибирские медики выбрали одну, но потом она отправилась на доработку в Москву. Лабораторная мышка, притаившаяся в двухметровой человеческой ладони, вылеплена в глине и все никак не дождется отлития в бронзе: руководство Новосибирской медакадемии объясняет, что для окончания работы над памятником недостаточно средств.

Гибридная мышь полученная от скрещивания линии мышей с извитой шерстью нормальной длины с линией имеющей прямую длинную шерсть, была скрещена с самцом, который имел длинную извитую шерсть.

У мышей извитая, длинная шерсть зависит от рецессивных аутосомных генов(сцепления. Насл) 1) Какой процент потомков имеет генотип самки? 2) Сколько фенотипов от такого скрещивания? 3) Какой процент потомков имеет гетерозиг. Особей

Последние вопросы

  • Биология

    48 минут назад

    какую одну важную роль играют растительноядные птицы?

  • Биология

    58 минут назад

    Почему эти признаки птиц важны для полета? Гладкие перья Полые, заполненные воздухом кости помогите пожалуйста, очень срочно

  • Биология

    1 час назад

    какие условия помогают лучше приспособиться к окружающей среде кошкам? приведите два примера. Помогите пожалуйста, очень срочно нужно, примеры желательно кратко

  • Биология

    2 часа назад

    ялина звичайна Розташування бічних пагонів​

  • Биология

    2 часа назад

    Вкажіть ознаку якої відрізняють папоротеподібних від мохоподібних

  • Биология

    2 часа назад

    На рисунке изображены задние конечности четырех разных видов птиц. Рассмотрите их и ответьте на вопросы: Какая птица водоплавающая? Какая птица хищная? Почему? Какую пользу приносят птицам произошедшие измене- ния? Напишите вывод на основе изученного

  • Биология

    2 часа назад

    На рисунке изображены задние конечности четырех разных видов птиц.
    Рассмотрите их и ответьте на вопросы: Какая птица водоплавающая? Какая птица хищная? Почему? Какую пользу приносят птицам произошедшие измене- ния? Напишите вывод на основе изученного

  • Биология

    3 часа назад

    Допоможіть будь ласка

  • Биология

    3 часа назад

    Головний мозок становить приблизно 2 % від загальної маси тіла , потребуючи при цьому 20% крові тіла . Обчисліть приблизну масу свого головного мозку та кількість крові , необхідну для його кровопостачання (я 42 кг)

  • Биология

    4 часа назад

    Биология; Генетика, 10 класс. Моногибридное скрещивание

  • Биология

    4 часа назад

    Як пов’язана будова головного мозку з виконуваними функціями ?

  • Биология

    4 часа назад

    Один вопрос. Нужен ответ. Перечислить характеристики и функции затылочной доли.

  • Биология

    4 часа назад

    Допоможіть будь-ласка!!! дуже срочно!!!Даю 60 б.​

  • Биология

    4 часа назад

    Затылочная доля — характеристики и функции. Перечислить.

  • Биология

    4 часа назад

    Які основні функції видільної системи тварин?​

Все предметы

Выберите язык и регион

English

United States

Polski

Polska

Português

Brasil

English

India

Türkçe

Türkiye

English

Philippines

Español

España

Bahasa Indonesia

Indonesia

Русский

Россия

How much to ban the user?

1 hour 1 day 100 years

Номенклатура гибридных мышей | Лаборатория Джексона

Определение и применение
Гибридные мыши F1

получают путем скрещивания мышей двух различных инбредных линий. Хотя они гетерозиготны по всем локусам, по которым их родители имеют разные аллели, они сходны с инбредными штаммами в том, что они генетически и фенотипически однородны. Пока существуют родительские штаммы, можно создавать гибриды F1. Однако, в отличие от родительских штаммов, гибриды F1 не дают истинного размножения: потомство F2, полученное в результате скрещивания мышей F1, имеет уникальную случайную смесь аллелей от обоих родительских штаммов.

Особенности гибридов F1, которые делают их особенно полезными, включают следующее:

  • Они генетически и фенотипически однородны.
  • Они обладают гибридной силой (более устойчивы к болезням, лучше выживают в условиях стресса, живут дольше и имеют более крупные пометы, чем любой родительский штамм).
  • Они пригодны в качестве хозяев для трансплантации тканей ( например, опухолей, кожи и яичников) от любого родительского штамма.
  • Для многих исследований, таких как исследования некоторых вредных мутаций, радиации, поведения и биологических тестов на питательные вещества, лекарства, патогены и гормоны, они более жизнеспособны, чем родительские штаммы.
Использование гибридов в качестве контроля
Гибриды

F2 можно использовать в качестве физиологического контроля для целевых мутантов (нокаутов) со смешанным генетическим фоном C57BL/6 x 129 (обозначенных B6;129). Однако из-за аллельной сегрегации в гаметах родительских гибридов F1 генетический фон отдельных мышей C57BL/6J x 129 F2 различается, и они являются лишь приблизительным генетическим совпадением с фоном B6;129. Тем не менее, поскольку они несут случайные комбинации аллелей C57BL/6 и 129генетическим фоном, они являются более подходящим контролем, чем мыши любого родительского штамма. Лаборатория Джексона распространяет два гибрида C57BL/6J x 129 F2, основным отличием которых является подштамм их предшественника 129:

.
  • B6129PF2/J (инвентарный номер 100903). Родительские штаммы: C57BL/6J- A w–J и 129P3/J (ранее 129/J). Предлагаемый контроль штаммов, обозначенных B6;129P.
  • B6129SF2/J (инвентарный номер 101045).
    Родительские штаммы: C57BL/6J и 129.S1/SvImJ (ранее 129S3/SvImJ). Предлагаемый контроль штаммов, обозначенных как B6;129S.

Как отмечено в листах данных JAX ® штаммов мышей, лучшим контролем для целевого мутанта является штамм 129, используемый для получения линии клеток ES, из которой был получен мутант (Simpson et al . 1997; Threadgill и др. . 1997). Гибриды B6129F1 обычно менее подходят, чем гибриды B6129F2, потому что родительские аллели гибридов F1 не расщепляются, как аллели на смешанном B6;129фон.

Полезные советы для понимания номенклатуры гибридных штаммов

Для обозначения гибридов F1 используются стандартные сокращения штаммов, перечисленные выше. Аббревиатура родителя-женщины указана первой, а родителя-мужчины — второй. Таким образом, мыши B6D2F1/J являются потомками самок C57BL/6J, скрещенных с самцами DBA/2J, а мыши D2B6F1 будут номенклатурой потомков реципрокного спаривания. Такие реципрокные гибриды F1 отличаются Y-хромосомой, которую несут самцы, и митохондриальным геномом материнского происхождения, и они подвергались воздействию различных материнских сред.

Таким образом, реципрокные гибриды F1 не следует считать генетически идентичными.

Дополнительные сведения о номенклатуре гибридов см. в интерактивном руководстве по номенклатуре мышей.

Стандартные сокращения, используемые в гибридных названиях
Штамм Аббревиатура Штамм Аббревиатура

129P3/J

129П

К57Л/Дж

Л

129S1/СВИМЖ

129С

CBA/CAGNLE

CBACa

А/ХеДж

Ач4

CBA/J

ЦБ

А/Дж

А

C3H/HeJ

С3

АКР/Дж

АК

C3HeB/FeJ

C3Fe

БАЛБ/cByJ

CB

ДБА/1J

D1

БАЛБ/КЖ

С

ДБА/2J

D2

C57BL

Б

НЗБ/Б1НЖ

НЗБ

К57БЛ/6Дж

В6

НЗВ/ЛакДж

Новозеландский

C57BL/6JEi

B6Ei

РИИС/Дж

Р3

К57БЛ/10ДЖ

В10

СЖЛ/Дж

SJL или J

C57BR/CDJ

БР

КСВ/Дж

ПО

Ссылки

Симпсон Э. М., Линдер К.С., Сарджент Э.Э., Дэвиссон М.Т., Мобраатен Л.Е., Шарп Дж.Дж. 1997. Генетическая изменчивость среди 129 подштаммов и ее значение для направленного мутагенеза у мышей. Нат Жене 16:19-27.

Threadgill DW, Yee D, Matin A, Nadeau J, Magnuson T. 1997. Генеалогия 129 инбредных штаммов: 129SvJ является контаминированным инбредным штаммом. Геном маммы 8:390-3.

Менделевская генетика

Генетический анализ предшествовал Грегору Менделю, но законы Менделя составляют теоретическую основу нашего понимания генетики наследование.

Мендель внес два новшества в науку о генетике:

  1. разработаны чистые линии
  2. подсчитывал свои результаты и вел статистические записи

Pure Line — популяция, которая размножается настоящими для определенного признака [это было важным нововведением, потому что любой нечистый (сегрегация) поколение запутало бы и действительно запутало результаты генетического анализа. эксперименты]

Результаты экспериментов Менделя

Родительский крест F 1 Фенотип F 2 Соотношение фенотипов F 2 Соотношение
Круглое х морщинистое семя Круглый 5474 Круглый: 1850 Морщинистый 2,96:1
Желтые х зеленые семена Желтый 6022 Желтый: 2001 Зеленый 3,01:1
Красные х белые цветы Красный 705 красный: 224 белый 3,15:1
Высокие х карликовые растения Высокий l787 Высокий:227 Карлик 2,84:1

Термины и результаты, найденные в таблице

Фенотип — буквально означает «форма, показан»; это внешний, физический вид определенной черты

Растения гороха Менделя проявляли следующие фенотипы:

  • — круглый или морщинистый фенотип семян
  • — желтый или зеленый фенотип семян
  • — фенотип красных или белых цветков
  • — высокий или карликовый фенотип растения

Цвет семян : Зеленые и желтые семена.

Форма семян : Морщинистые и круглые семена.

Что видно в поколении F 1 ? Мы всегда видим только один двух родительских фенотипов в этом поколении. Но F 1 обладает информация, необходимая для получения обоих родительских фенотипов в следующих поколение. Поколение F 2 всегда производило соотношение 3:1, где доминирующее признак присутствует в три раза чаще, чем рецессивный признак. Мендель придумал два термина для описания взаимосвязи двух фенотипов на основе Ф 1 и F 2 фенотипы.

Доминантный — аллель, проявляющая себя за счет альтернативного аллеля; фенотип, который выражается в поколение F 1 от скрещивания двух чистых линий

Рецессивный — аллель, экспрессия которого подавляется при наличии доминантного аллеля; фенотип, который исчезает в поколении F 1 от скрещивания двух чистых линий и вновь появляется в Ф 2 поколение

Выводы Менделя

  1. Наследственные детерминанты имеют частный характер. Эти детерминанты называются генами.
  2. У каждого родителя есть пара генов в каждой клетке для каждого изучаемого признака. F 1 от скрещивания двух чистых линий содержит один аллель доминантного фенотип и один для рецессивного фенотипа. Эти два аллеля составляют пара генов.
  3. Один член пары генов сегрегирует в гамету, т. каждая гамета несет только один член пары генов.
  4. Гаметы объединяются случайным образом и независимо от другого гена участвуют пары.

Определения менделевской генетики

  • Аллель — одна альтернативная форма данной аллельной пары; высокий карликовый – аллели высоты растения гороха; более двух аллелей могут существовать для любого конкретного гена, но только два из них будут найдены в пределах любой человек
  • Аллельная пара — сочетание двух аллелей которые составляют пару генов
  • Гомозигота — особь, содержащая только один аллель в аллельной паре; например, DD является гомозиготным доминантным и dd является гомозиготным рецессивным; чистые линии гомозиготны по гену интерес
  • Гетерозигота — особь, содержащая один из каждого члена пары генов; например, гетерозигота Dd
  • Генотип — специфическая комбинация аллелей для определенного гена или набора генов

Используя символы, мы можем изобразить крест высокой и низкой горошины. растения следующим образом:

Поколение F 2 было создано путем самоопыления растений F 1 . Этот можно изобразить графически в виде квадрата Пеннета. Из этих результатов Мендель ввел несколько других терминов и сформулировал свой первый закон. Сначала Пеннетт Показан квадрат.

Союз гамет
Наугад 		Д д Пеннетт
Квадрат
Д ДД
(высокий)		 Дд
(высокий)
д Дд
(высокий)		 дд
(краткий)

Квадрат Пеннета позволяет определить конкретные генетические отношения.

Генотипическое соотношение F 2 : 1 DD : 2 Dd : 1 dd (или 3 D_ : 1 dd)

Соотношение фенотипов F 2 : 3 высокорослые : 1 карликовые

Первый закон Менделя — закон сегрегации; при образовании гамет каждый член аллельной пары отделяется от другой член, формирующий генетическую конституцию гаметы

Подтверждение первого закона Менделя Гипотеза

Благодаря этим наблюдениям Мендель мог выдвинуть гипотезу о сегрегация. Чтобы проверить эту гипотезу, Мендель самоуничтожил F 9.0319 2 растения. Если его закон был верным, он мог предсказать, каковы будут результаты. И действительно, результаты произошли он ожидал.

По этим результатам мы теперь можем подтвердить генотип Ф 2 особей.

Фенотипы Генотипы Генетическое описание
F 2 Высокие растения 1/3 ДД
2/3 Дд 		Доминантная гомозигота чистой линии
Гетерозиготы
F 2 Карликовые растения все дд Чистая гомозиготная рецессивная линия

Таким образом, F 2 генотипически представляет собой 1/4 Dd : 1/2 Dd : 1/4 dd

Эти данные также были доступны на площади Пеннета с использованием гаметы особи F 1 . Таким образом, несмотря на соотношение фенотипов 3:1. соотношение генотипов 1:2:1

Мендель выполнил еще одно скрещивание, чтобы подтвердить гипотезу. сегрегации — бэккросс. Помните, первый крест находится между двумя родителей чистой линии, чтобы получить гетерозиготу F 1 .

В этот момент вместо того, чтобы самоопылить F 1 , Мендель пересек это чистая линия, гомозиготное карликовое растение.

Бэккросс : Dd x dd

Самец
Гаметы
д
Самка
Гаметы
Д
ДД
(высокий)
д
дд
(короткий)

Backcross One или (BC 1 ) Фенотипы : 1 Высокий : 1 Карликовый

BC 1 Генотипы : 1 Dd : 1 dd

Backcross — гибрид F 1 с один из гомозиготных родителей; для высоты растения гороха крест будет Dd х ДД или Дд х дд; чаще всего, хотя бэккросс представляет собой скрещивание с полностью рецессивным родитель

Тесткросс — кросс любой особи гомозиготному рецессивному родителю; используется для определения того, является ли человек гомозиготный доминантный или гетерозиготный

До сих пор все обсуждения концентрировались на моногибридных кресты.