迄今為止,，經(jīng)典性實(shí)驗(yàn)小鼠品系最為詳細(xì)的遺傳圖譜揭示有限的遺傳多樣性
可愛的小鼠，家鼠(Mus musculus domesticus)(圖片來自維基共享資源)
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[The Scientist: June 2, 2011 by Megan Scudellari]研究人員已經(jīng)為100種近交系小鼠品種(inbred mouse strain)構(gòu)建了一些全基因組的,、高分辨率的遺傳圖譜,。研究人員宣稱，與野生來源的品種相比,，今天大多數(shù)經(jīng)典性實(shí)驗(yàn)室品種擁有有限的遺傳多樣性,，絕大部分起源于家鼠的單一物種。
這些發(fā)現(xiàn)解決了關(guān)于實(shí)驗(yàn)室小鼠的起源和組成問題上相互對(duì)抗的觀點(diǎn),。這篇論文發(fā)表在本周的Nature Genetics雜志上,，也披露了一個(gè)在線工具(http://msub.csbio.unc.edu/)，利用該工具,，科學(xué)家們就能夠可視化近交系和野生來源小鼠品種的詳細(xì)遺傳數(shù)據(jù)和系統(tǒng)進(jìn)化樹,，從而決定那些品種在實(shí)驗(yàn)中可能最為有用。
倫敦大學(xué)學(xué)院(University College London)的一名神經(jīng)科學(xué)家Elizabeth Fisher(未參與該項(xiàng)研究)說,，“這是一篇非常好的論文,。它解決了這些動(dòng)物實(shí)際的[遺傳]背景上的爭(zhēng)論。”關(guān)于這個(gè)在線工具,，她補(bǔ)充道,，“我確信我們將會(huì)使用它。”
位于美國(guó)緬因州巴港的杰克遜實(shí)驗(yàn)室的一名小鼠遺傳學(xué)者Gary Churchill,，也是這篇論文的通訊作者,，他說，“這些是人們與之已經(jīng)一起工作了大約100年的小鼠”,，“有如此高度使用的模式有機(jī)體,，卻不能真正地理解與野生物種之間的關(guān)系，這是令人尷尬的,。”
2007年,，兩個(gè)研究團(tuán)體關(guān)于經(jīng)典性近交性小鼠品種的起源做出不同的結(jié)論。一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)[2]發(fā)現(xiàn)由68%家鼠(Mus musculus domesticus)---來自西歐育種家的“可愛”的馴化小鼠---19%的其他的品種已知的和13%品種起源未知的小鼠組成,。使用同樣的公開數(shù)據(jù),，Churchill領(lǐng)導(dǎo)的另一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)[3]作出的結(jié)論為近交系品種更加沒有多樣性：它們遺傳組成中92%都是起源于家鼠(Mus musculus domesticus)，剩下的7%來自起源于其他兩種已知的物種,。
在接下來的三年多時(shí)間里,，Churchill與位于教堂山(Chapel Hill)的北卡羅來納大學(xué)(University of North Carolina)的Fernando Pardo-Manuel de Villena合作，設(shè)計(jì)了一種高密度的基因型分型芯片(genotyping array)和軟件，以高分辨率的方式對(duì)上百種小鼠品種進(jìn)行基因型分型,。一旦技術(shù)準(zhǔn)備好了,，研究小組收集了36種野生來源的小鼠品種---Churchil說，“這就是人們直接外出到灌木叢中去抓捕小鼠”---并且分析了它們的遺傳數(shù)據(jù),，確定哪些小鼠種類攜帶哪種單核苷酸多態(tài)性(single nucleotide polymorphism, SNP)---DNA序列上單個(gè)堿基的變異,。這些數(shù)據(jù)隨后用來鑒定100種經(jīng)典性近交系實(shí)驗(yàn)小鼠品種的起源。
他們發(fā)現(xiàn)近交系實(shí)驗(yàn)小鼠品種的基因組在起源上絕大多數(shù)都來自家鼠(M. m. domesticus)---在每種情況下都至少有90%---剩下的幾乎專門地來自日本的一種小鼠物種,。Churchill說,，“我們重述了2007年我們說過的話，因此它非常好地得到證實(shí),。”相比于野外來源的品種,，近交系實(shí)驗(yàn)小鼠品種有著明顯更少的遺傳多樣性：標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)小鼠品種攜帶大約1200萬個(gè)SNP，而近交系小鼠和野生來源的小鼠品種的后代(2004年Churchill和Pardo-Manuel de Villena發(fā)起的稱作合作性雜交品種[Collaborative Cross][4]的一項(xiàng)工程的一部分)擁有4500萬個(gè)SNP,。
Churchill說,，甚至實(shí)驗(yàn)小鼠基因組上還存在遺傳學(xué)上“一片空白”的區(qū)域，在那里沒有發(fā)生遺傳變異,。沒有變異,，研究人員就沒法測(cè)試不同變異體的影響。比如,，第10號(hào)染色體的相當(dāng)大的部分在實(shí)驗(yàn)小鼠品種中是完全一樣,，在該區(qū)域的基因涉及到壽命。Churchill說,，這些區(qū)域可能會(huì)鼓舞研究人員整合入更多的野生來源的品種到他們的研究工作中，以便在這些位點(diǎn)上帶來等位基因多樣性,。“多樣性再多,，你也不會(huì)嫌多。”
此外,，研究人員收集了來自162個(gè)小鼠品種的數(shù)據(jù),，構(gòu)建了一個(gè)可以公開獲得的稱作小鼠進(jìn)化樹觀察者(Mouse Phylogeny Viewer)的在線工具。在這個(gè)網(wǎng)站上,，研究人員可以選擇任何一組品種,，比較它們之間的相關(guān)性如何，觀察它們的起源,，甚至還可以研究一下小鼠基因組特定區(qū)域,，觀察這些品種單個(gè)等位基因上如何進(jìn)行比較。
Fisher說,，這些新的數(shù)據(jù)和在線工具應(yīng)當(dāng)有助于研究人員將新的和更加多樣性的小鼠品種加入到他們的研究當(dāng)中,。她說，通過這種新的工具,，野生來源的小鼠“并不是如此令人吃驚地不被知曉”,，“這篇論文給出的一個(gè)極好的事情就是人們很有可能將會(huì)理解更加多樣性的品種,。”
1. H. Yang, et al., “Subspecific origin and haplotype diversity in the laboratory mouse,” Nature Genetics, doi:10.1038/ng.84, 2011.
2. Kelly A. Fraze et al., "A sequence-based variation map of 8.27 million SNPs in inbred mouse strains", Nature, 30 August 2007: 448, 1050-1053 | doi:10.1038/nature06067.
3. Hyuna Yang et al., "On the subspecific origin of the laboratory mouse", Nature Genetics, 29 July 2007: 39, 1100-1107 | doi:10.1038/ng2087.
4. http://churchill.jax.org/research/cc.shtml.
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