小鼠基础知识三｜实验小鼠常见名词全解析
作者：TIS 杰克森实验室
 
 
您是否有对实验小鼠中常见的一些名词感到不解？比如野生型等位基因、突变等位基因、变异等位基因究竟有什么区别？杂合子和半合子又是指什么？如果诸如此类的问题让您困扰，请记得收藏本文。我们逐一为您解释在小鼠遗传，命名和繁育中遇到的各类名词。
 
1. 小鼠遗传学名词
基因：产生一条多肽链或功能RNA所需的全部核苷酸序列。基因工程小鼠就是根据实验目的，针对某个或几个特定基因进行人为的编辑而产生的。
 
等位基因：一对同源染色体相同位置上控制同一性状不同形态的基因。一个基因可以有多个等位基因，它们的差异可能只有一个碱基，也可能涉及一长段序列。
  • 野生型等位基因：群体中某个基因最常见的等位基因。
  • 突变等位基因：群体中出现频率小于1% 的等位基因。 
  • 变异等位基因：群体中出现频率低于野生型等位基因，但高于1%的等位基因。
基因型：是用来区分特定位点上等位基因之间关系的术语，通常包括纯合子，杂合子和半合子。
  • 杂合子(Heterozygous ):一对同源染色体中，特定位点上具有两个不同的等位基因。
  • 半合子(Hemizygous ): 一对同源染色体中，特定位点具有不成对的等位基因。例如：雄性 X 染色体上的等位基因，或不成对的转基因等位基因。
  • 纯合子(Homozygous ): 一对同源染色体中，特定位点上具有两个相同的等位基因。
 
为了更好地模拟人类疾病，或者满足特定研究需求，一个小鼠品系可能携带多个基因突变，这种情况下往往在引进种群、挑选实验个体时需要考虑更多。
例如：B6.129(Cg)-Ptf1atm2(cre/ESR1)CvwKrastm4TyjPtentm1Hwu/J（Strain#:033964）为构建胰腺癌晚期恶病质常用小鼠模型。 该品系小鼠另一常用名为Ptf1aCre-ERTM;KrasLSL-G12D;Ptenflox或KPP。目前JAX在售该品系存在3个不同的基因型，他们分别是:
 

1)    Ptf1a<tm2(cre/ESR1)Cvw>杂合子；Kras<tm4Tyj> 野生型；Pten<tm1Hwu>纯合子。
2)    Ptf1a<tm2(cre/ESR1)Cvw>杂合子；Kras<tm4Tyj> 杂合子；Pten<tm1Hwu>纯合子。
3)    Ptf1a<tm2(cre/ESR1)Cvw>野生型；Kras<tm4Tyj> 杂合子；Pten<tm1Hwu>纯合子。

 

以该品系为例，Kras纯合致死，Ptf1a-Cre纯合致死，因此在该品系构建过程中，由于配繁需要，引入了Kras与 Ptf1a-Cre野生型。
因此，同一品系小鼠可能存在多种不同基因型的个体，不同基因型小鼠在使用时需要注意的地方不尽相同，因此在订购和使用前需要认真搜集相关资料，制定繁育计划。
 
表示基因型的常用符号：对于不同基因型的小鼠，一些常用的符号可以简单清晰地描述小鼠的基因型。需要注意的是，和小鼠命名不同，这些表示基因型的符号并没有统一的规定，更多还是源自于使用者的习惯。下面是JAX的一些常用表示方式：
 
“+” 表示野生型等位基因；
“-” 表示突变型等位基因；
“Tg”表示转基因的等位基因；
“Cre”表示包含Cre序列的突变基因；
“fl/flox/floxed” 表示包含flox序列的突变基因。
 
这些符号可能位于某个特定基因的上标，在一些情况下也可能直接出现在小鼠命名中。详情可见小鼠命名规则。
 
Gene-/- 代表突变基因纯合;
Gene+/-代表突变基因杂合;
Gene+/+ 或WT代表野生型;
Gene fl/fl 代表Floxed 纯合;
Gene fl/+ 代表基因Floxed杂合;
Tg/0代表转基因半合子;
Tg/Tg代表转基因纯合子;
通常不会看到0/0的写法。
 
2. 小鼠品系定义和繁育术语
 
  • 小鼠品系定义：
近交系：同胞兄弟姐妹（姐妹x兄弟）连续交配至少20代而获得的品系。理论上，个体间遗传信息完全一致，个体内每个等位基因均为纯合。近交系在目前实验小鼠中最为常见，大部分的基因工程小鼠也多为近交品系。
杂交系：通过两个不同的近交系小鼠杂交获得的子代即为杂交F1代， F1代雌雄交配可获得杂交F2代。F1代个体间在遗传上完全一致；F2代开始出现性状分离。
远交系：通过交配两种及以上彼此不相关的品系来维持的品系，后代在遗传上是不确定的，并且高度多样化。
 
• 小鼠繁育术语：
 
近交（Incross）: 两个有相同的纯合基因型的个体之间的交配。
例如：同一近交系小鼠（如：C57BL/6J）之间的交配
杂交 （Outcross）: 两个在遗传上不相关的个体之间的交配。
例如： NZB/BlNJ (000684)雌鼠 与 NZW/LacJ (001058) 雄鼠杂交产生NZBWF1/J (100008) 红斑狼疮小鼠模型；常见的Cre小鼠与Floxed 小鼠配繁也是杂交的一种。
互交（Intercross）: 两个在特定位点上是杂合的个体之间的交配。
例如：在建立一个近交系时，同胞兄弟姐妹之间的交配。
回交 （Backcross）：在一个或多个位点上杂合的个体与另一个在相同位点上纯合的个体之间的交配。
例如：在构建繁育对，小鼠品系经过长期近交，需要后代与某一亲本品系（背景品系）配繁，以更新遗传背景，称为回交。
 
Reference: The Jackson Laboratory Handbook on Genetically standardized mice