Genetyka i modyfikacje genetyczne gatunków zwierząt przeznaczonych do wykorzystania lub wykorzystywanych w procedurach na przykładzie myszy domowych.

Transkrypt

1 Józefa Styrna Genetyka i modyfikacje genetyczne gatunków zwierząt przeznaczonych do wykorzystania lub wykorzystywanych w procedurach na przykładzie myszy domowych. Zakład Genetyki i Ewolucjonizmu Instytut Zoologii Uniwersytet Jagielloński

2

3

4

5

6 Nazewnictwo zwierząt laboratoryjnych: szczepy wsobne szczepy koizogeniczne szczepy kongeniczne szczepy konsomiczne szczepy konplastyczne szczepy wsobne rekombinacyjne zwierzęta transgeniczne stada niekrewniacze

7 Nazewnictwo zwierząt laboratoryjnych: Szczep wsobny: jest to grupa zwierząt reprezentujących jeden gatunek, charakteryzujących się jednorodnością genetyczną i homozygotycznością Rodowód tych zwierząt pochodzi od jednej pary hodowlanych przodków

8 Przykłady symboli szczepów wsobnych: Myszy: - A - AKR synonim AK - BALB/c - C3H - C57BL/10 synonim B10 - DBA/2 synonim D2 - CBA

9 Podszczepy Grupa zwierząt wyodrębniona ze szczepu wsobnego, różniąca się od niego genetycznie w wyniku działania czynników przypadkowych lub zamierzonych. Oznaczanie podszczepów: CBA/Kw CBA/KwW- podszczep hodowany w Instytucie Onkologii w Warszawie (W) sprowadzony z Zakładu Genetyki UJ w Krakowie (Kw)

10 Podlinie Grupa zwierząt wyodrębnionych ze szczepu wsobnego, podszczepu lub stada niekrewniaczego, różniące się od nich cechami powstałymi w wyniku działania środowiska Oznaczenia: f wykarmione przez przybraną matkę (fostered) h wykarmione sztucznie (hand reared) e otrzymany przez przeszczepienie zapłodnionego jaja (egg) o otrzymany przez przeszczepienie jajnika (ovary)

11 Podlinie przykłady:

12 Podlinie przykłady:

13 (C57BLxDBA/2)F1 Mieszańce jest to pierwsze pokolenie mieszańców pochodzących od matki C57BL i ojca DBA/2 (C57BL/6xDBA/2)F1= B6D2F1

14 Szczepy wsobne przechowywane w stanie zamrożenia C57BL/6p p (preserved by freezing) C57BL/6peCBA/H szczep C57BL/6 przechowywany w stanie zamrożenia, zarodki po odmrożeniu wszczepiono do macicy samicy ze szczepu CBA/H szczep CBA pochodzi z ośrodka w Harwell

15 Szczepy wsobne w stanie zamrożonym (cd) Do symbolu, który podano powyżej można dodać: F37+(P75=77)+16 co oznacza, że zarodki zamrożono w pokoleniu 37 w 1975 r., odmrożono w 1977r. i od tego czasu uzyskano 16 pokoleń wsobnych

16

17 Działania ania hodowców w prowadzą do: 1. Ujednolicenia genetycznego członków stada 2. Wywołania różnorodności genetycznej Hodowla zwierząt polega na dwóch podstawowych działaniach: selekcji i doborze osobników do kojarzeń

18 Selekcja Selekcja polega na wyborze z różnorodnych populacji zwierząt o pożądanych genotypach. Oceny genotypów dokonujemy na podstawie ich fenotypowej ekspresji. Fenotyp możemy rozpoznać na podstawie np. umaszczenia, typu hemoglobiny, grup krwi

19 Współczynnik inbredu procent homozygotyczności Obliczanie współczynnika inbredu dla pokol. t F=1/4 x (1 + 2 x Ft-1 + Ft-2) Gdzie Ft = wsp. inbredu w pokoleniu t Ft-1 = wsp. inbredu w pokoleniu rodziców Ft-2 = wsp. inbredu w pokoleniu dziadków Przykład: Z populacji niekrewniaczej wybieramy parę rodzeństwa i kojarzymy, siostra x brat - jest to pokolenie t Dla nich wsp. Inbredu obliczamy: Ft = ¼ x (1 + 2 x 0 + 0) = ¼ czyli 0.25

20 Współczynnik inbredu cd Z ich potomstwa wybieramy pary rodzeństwa i kojarzymy, jest to pokolenie t-1 Ft-1 = ¼ x (1 + 2 x ¼ + 0 ) = 3/ Ich potomstwo to jest pokolenie t-2 Ft-2 = ¼ x (1 + 2 x 3/8 + ¼ ) = 8/16 = ½ 0.50 Po 20 pokoleniach kojarzenia siostra x brat współczynnik wsobności wynosi 0.986

21

22 Szczepy lub linie koizogeniczne Definicja -różnią się jednym zmutowanym genem Symbol C3H-p linia różni się od szczepu tła genem p

23 Szczepy lub linie kongeniczne Różnią się krótkim odcinkiem jednego chromosomu Symbol B10.A szczep tła C57BL/10 = B10, szczep dawca A CR (congenic resistant) szczepy kongeniczne oporne

24

25

26

27

28

29

30 Szczepy konsomiczne Przeniesienie całego chromosomu, takiego jak X czy Y, na tło genetyczne innego szczepu wsobnego. Symbol składa się z nazwy szczepu biorcy, określenia chromosomu przeniesionego oraz nazwy szczepu dawcy chromosomu, np: C57BL/6J-YAKR, C57BL/6J-YDOM

31 Szczepy konplastyczne Wprowadzenie genomu jądrowego pochodzącego z jednego szczepu wsobnego na tło cytoplazmatyczne innego szczepu Symbol: C57BL/6J-mBALB/c genom mitochondrialny pochodzi od BALB/c

32

33 Szczepy wsobne rekombinacyjne RIS (recombinant inbred strains) Zbiór szczepów wyhodowanych z losowo skojarzonych par myszy, wybranych z drugiego pokolenia mieszańców z krzyżówki między dwoma znanymi szczepami wsobnymi, nazywanymi tu szczepami przodków (progenitor strains), charakteryzującymi się odpowiednio brakiem i ekspresją badanej cechy.

34 RIS (cd) Symbol: np: CxB seria szczepów wsobnych rekombinacyjnych wyhodowanych z mieszańców pochodzących z kojarzenia BALB/c x C57BL/6

35 Rekombinacyjne szczepy wsobne (RIS)

36

37 Zwierzęta transgeniczne Proponowany symbol: TgN(xxxxx)#Bri TgN wskazuje,że linia jest transgeniczna; N transgen został wprowadzony przez niehomologiczną wstawkę; (xxxxxx) oznaczenie wstawki; # - numer kolejny danej linii; Bri kod laboratorium, w którym wyprodukowano daną linię

38 Przykład oznaczenia linii transgenicznej:

39 Otrzymywanie zwierząt transgenicznych Metoda I zawiesina plazmidu x pipeta 1-kom. embrion pipeta implantacja pseudociężarna samica Southern blotting

40 Otrzymywanie zwierząt transgenicznych Metoda II Hodowla mysich embrionów Infekcja retrowirusem Wbudowanie DNA pochodzącego od wirusa w genom myszy Mysz z DNA pochodzącym od wirusa

41 Stada niekrewniacze Przykłady oznaczeń: Han:NMR1 Ssc:AH Systemy kojarzeń:. System rotacyjny Poileya. System Robertsona. System rotacyjny Fakconera. Rotacyjny system hanowerski

42 Cechy jakościowe 1. Geny barwy sierści 2. Markery immunologiczne oznaczanie genów zgodności tkankowej Metody transplantacyjne Metody serologiczne

43 Cechy jakościowe cd. 3. Markery biochemiczne enzymy i białka nieenzymatyczne jak hemoglobina, transferyna, białka pęcherzyków nasiennych 4. Markery cytogenetyczne analiza kariotypu i struktury chromosomów 5. Markery morfologiczne - nieprawidłowości szkieletu

44 Cechy ilościowe 1. Wskaźniki reprodukcyjne 2. Wskaźniki morfometryczne test mandibularny

45 Dziedziczenie umaszczenia CCaabb(DD) brązowe jednolicie CCaabb(dd) jasnobeżowe jednolicie CCaaBB(DD) jednolicie czarne CCAAbb(DD) cynamonowe, brązowe, agouti CCAABB(DD) agouti czarne cc... albinosy

46 Wyniki testu hodowlanego Sz. wsobny ccaabbpp x CCaabbpp testujący Homozygotyczny beż F1: CcaabbPp brązowe Jeżeli w szczepie wsobnym mutacja np b do B to: ccaabbpp x CCaabbpp F1 : CcaabbPp, CcaaBbPp brązowe czarne

47

48

49

50