JAX 遗传质量控制 (GQC) 项目

JAX 严谨的遗传质量控制 (Genetic Quality Control, GQC) 项目通过在小鼠获得繁殖机会之前，及早发现并排除繁殖错误，有效地预防了基因污染。

核心组成

1. 技能娴熟的动物管理员

持续接受包括由 JAX 和其他科学家提供的综合遗传学和动物培育课程。
经验丰富的技能人员传授识别品系特征和异常小鼠的高水平专业技能。

2. 严格的鼠群管理方案

恪守经验证的小鼠培育实践方案
物理隔离的核心群、扩繁群和生产群
详尽的核心群和扩繁群谱系记录
核心群和扩繁群的代数限制在主谱系 10 代以内
用核心群小鼠系统性更新生产群

3. 变异基因型和表型的系统筛选

验证遗传背景

所有核心群繁育对均定期采用独特的 JAX SNP 标志物组进行基因分型，以排除遗传污染 ( Petkov et al. 2004;Petkov et al. 2004)。（任何检测出遗传污染的小鼠都将被排除出繁育对。）
每年至少一次，从每个品系中随机选择扩繁和生产群小鼠，进行 SNP 基因分型。（剔除并检查任何疑似受到遗传污染的小鼠。）

验证突变品系中的突变等位基因

等位基因特异性分析用于验证基因工程突变和自发突变的突变等位基因。

发现表型变异

JAX 技能娴熟的动物护理技术人员会不间断关注任何表型偏差，包括被毛颜色、行为和身体异常。
对于新出现的及有意思的异常表型，由 JAX 科学家负责检查并确定表型出现的原因和遗传因素。
从繁育群中剔除异常小鼠，密切监测亲本品系的表型复发情况。

详细说明

表型鉴定

被毛颜色

我们的技术人员在发现遗传污染时，首先要寻找的性状是被毛颜色的变化。导致小鼠被毛颜色变化的最常见等位基因如下：

nonagouti（也称：agouti）基因座的三个等位基因 - agouti (A)、nonagouti 或黑色 (a) 以及腹部浅灰 (A^w)
酪氨酸酶基因座的两个等位基因 - 白化 (Tyr^c) 和栗色 (Tyr^c-ch)
棕色基因座 (Tyrp1^b)
粉红眼睛稀释基因座 (Oca2^p)
稀释基因座 (Myo5a^d)

其他体格特征

我们的技术人员接下来会寻找其他变异表型，包括异常体型、体重、骨骼结构、行为、生殖性能、肿瘤易感性和寿命。

基因分型

由于仅靠表型鉴定可能无法发现遗传污染，我们还使用各种分子标志物对小鼠进行基因分型，这些分子标志物可进行以下几方面的检测和验证：

验证遗传背景
检测克隆突变
验证基因工程品系中的突变等位基因
区分突变品系中的纯合子、杂合子和野生型
识别转移到不同遗传背景的突变等位基因

验证遗传背景

我们验证遗传背景使用的主要分子分型工具是由JAX科学家开发的一组单核苷酸多态性 (SNP) 标志物。必要时或出于确认结果的目的，我们会用几种其他分子、生化和免疫学标志物对小鼠进行分型。

我们的 SNP 组合

尽管单核苷酸多态性 (SNP) 是最丰富的多态性类型，但在进行小鼠全基因组测序之前，公共数据库中很少有对应或可用的小鼠 SNP。此外，尚未确定将这些组合用作遗传标志物检测的可行性。2004 年，我们的科学家开发了一种快速、高效且可靠的 SNP 基因分型组合 (Petkov et al. 2004; Petkov et al. 2004) 用于监测小鼠的遗传质量。组合中 2000+ 种标志物的平均间距约为 1.5 Mb 或 0.75 cM，可在 103 个小鼠品系中进行分析，包括几乎所有最常用的 JAX^® 小鼠近交品系和野生来源的近交品系。事实上，只需从这些标志物中选出 27 个位点构成的组合就足以验证所有 JAX^® 小鼠品系的遗传背景。我们在 99% 的 GQC 分型分析中都使用了这个 27-SNP 组合。

该组合具有以下优点：

可靠、简单、快速且价格低廉
能够适应高通量
适用于大型和小型动物设施
允许小鼠在用作繁育对之前进行分型

红细胞抗原

红细胞抗原 (Ea) 通过血凝试验检测，可用于区分其他标志物基因型相同的品系。我们以前使用 Ea9 试验来区分 C57BL/6J ( 000664) 和 C57BL/10J ( 000665) 品系，这两种品系有 23 个同工酶的类型相同，均为黑色，并且具有相同的主要组织相容性复合物 (major histocompatibility complex, MHC) 单体型， H2^b。然而，C57BL/6J 是 Ea9^a（表达抗原），而 C57BL/10J 是 Ea9^b（不表达抗原）。现在，若干 SNP 标志物都可以区分这两种品系。

溶血补体（Hc - 以前称为 C5）

我们通过分析血清中的溶血补体来区分同源品系 B10.D2-Hc¹ H2^dH2-T18^c/nSnJ ( 000463) 和 B10.D2-Hc⁰H2^d H²-T18^c/oSnJ ( 000461)。这两个品系在 23 种同工酶、H2、Ea9、和我们的 27 个标志物 SNP 组合的分型均相同。两种品系仅 Hc 不同：其中 B10.D2-Hc¹ H2^d H2-T18^c/nSnJ 表达 Hc (Hc¹)， B10.D2-Hc⁰H2^d H2-T18^c/oSnJ 不表达 (Hc⁰)。

同工酶

同工酶是同一蛋白质的变体，表现出不同的物理特性，如电泳迁移率或酶活性。许多同工酶在多个组织中表达，可以从血浆或红细胞裂解物中分型。由于许多同工酶具有品系特异性，因此可以用作生化标志物。

虽然同工酶分型快速、技术简单、易于复制且价格低廉，但不一定适用于活体小鼠。进行这些试验时，我们只能对繁育退役对进行基因分型，而这会延迟遗传污染的识别。因此，我们通常只在 SNP 组合无法区分品系时才使用同工酶进行分型。例如，我们使用同工酶试验对小鼠进行酯酶 1 (Es1^e)、酯酶 9 (Es⁹)，或葡萄糖磷酸异构酶 1 (Gpi1) 等位基因的基因分型。

主要组织相容性复合物 (MHC)

H2，是小鼠的主要组织相容性复合物 (MHC)，位于 17 号染色体上。它是组织相容性最重要的决定因素，在移植研究中负责组织接受或排斥作用。 H2 单体型是一种有用的免疫学标志物，可能是对仅在 H2 位点不同的同源品系进行分型的唯一工具。

验证工程突变体和自发突变体中的目标等位基因

我们的等位基因特异性基因分型方法包括标准聚合酶链反应 (polymerase chain reaction, PCR)、定量 PCR、熔解曲线分析、终点法和焦磷酸测序。我们使用已发表的 PCR 方案或自主开发 PCR 方案。本公司所有基因分型方案，包括引物序列、条件和预期结果，均可从品系详情的“Genotyping Protocols”部分获得。我们的高通量基因分型实验室每天常规处理 1000 多个样本。

已发表的基因污染文献实例

C57BL/6J 与 DBA/2J 的偶然杂交，产生 C57BLKS 品系 ( Naggert et al. 1995)
129 品系的杂交 ( Simpson et al. 1997; Threadgill et al. 1997)
国立老化研究所将C57BL/6品系与两个具有 FVB 或 FVB 样品系进行杂交后的遗传污染（影响多条染色体）

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