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基因工程小鼠名稱解讀
基因工程小鼠
基因工程小鼠:也叫遺傳工程小(xiǎo)鼠,是指通過基因工程技(jì)術手段(duàn),對小(xiǎo)鼠基因組進行一定的人為(wéi)修飾(shì),由此產生具有特定表型或特(tè)征的小(xiǎo)鼠。
在本號前文“小白鼠不是全部”中,我們(men)介紹了常用實驗小鼠品係的命名規則。除了野生型實驗小鼠外,基因工程小鼠是更為常用(yòng)的科研對象。在閱讀文獻時,我們(men)經常會看到(dào)一長(zhǎng)串的包含字母、數字、上標、括號等組成的小鼠名稱(chēng),它們(men)都代表什麽意思呢?本文就針對這一問題來解讀一下基因工(gōng)程小鼠中(zhōng)字母、符號和數(shù)字等的含義。
基因工程小鼠通(tōng)常可分為如下兩類:
基因(yīn)定點修飾小鼠:
a. 應用胚胎幹細胞打靶技術構建的基因敲除和敲(qiāo)入小(xiǎo)鼠
b. 應用CRISPR/Cas9等核酸內切酶係統構建的基因敲除、點突變、定(dìng)點敲入小鼠
轉基因小鼠:
應用原核注射、慢病(bìng)毒感染方法構建的轉基因(yīn)小鼠
1、基因(yīn)定點修飾小鼠(shǔ)
首先,我們(men)先介紹下關於基因定點修飾小鼠(shǔ)的名稱含(hán)義,就以下圖這(zhè)個小(xiǎo)鼠為例:
上圖顯示了基因定點修飾(shì)小鼠名稱的6個組成部分,下(xià)麵依次對(duì)這6部分的信息進行解讀。
(1)背景品(pǐn)係:
指用於構建基因修飾小鼠模(mó)型的(de)背(bèi)景品係。如果這個小鼠背景是單一來源,就直接寫該小鼠背景的品係名稱即(jí)可,如上圖中的C57BL/6J。如果是混合來源的話,會(huì)出(chū)現如下多種寫法,分別代表不同含義。我們就舉幾個例子進行說明。
(2)基因名稱:
我(wǒ)們需(xū)要區分兩(liǎng)種基因名稱(chēng)寫法,即Gene Symbol 和Gene Name。
Gene Symbol指的是基因的簡稱,比如Prrt2;Gene Name指的是基因的全名,比如(rú)proline-rich trans membrane protein 2,如果我們要查找某個基(jī)因編輯(jí)的小鼠模型,最好輸入Gene Symbol 。
Gene Symbol 和Gene Name二者的特點如下:
Gene Symbol:
物種(zhǒng)中唯一的
短(duǎn),3-5個(gè)字母,最多不超過10個字母
隻用羅馬字母和阿(ā)拉(lā)伯數字(zì)
大寫字(zì)母開(kāi)頭,後跟小寫字母或數字
不包括組織特異性或分子量
最好(hǎo)跟(gēn) Gene Name 的首字母一致
斜體表(biǎo)示
不同物種的同源基因使用相(xiàng)同的Gene Symbol
Gene Name :
簡短(duǎn),可以是幾個單詞,包含(hán)基因功能或特點(diǎn)
首字母小寫(人名或專有名(míng)詞除外)
使用美式拚寫方法
小鼠中還存在(zài)兩個常用的定點過表達整合位點,一個 Rosa26位點,一個是 H11位點。Rosa26是一個(gè)基因,所以可以用它的Gene Symbol,也就(jiù)是 Gt(ROSA)26Sor。H11並不是某一個特定基因,而是存在於兩個基因之間的(de)一個特定染色體(tǐ)位置,所以沒(méi)有Gene Symbol。目前公認的命名是 Igs2,表示 intergenic site 2 的縮寫。
(3)基因修飾方式:
基因修飾(shì)方式(shì)一般分為兩種:tm和em
tm:利用ES打靶技術構建的小鼠,用 tm 表(biǎo)示,tm代(dài)表 targeted mutation
em:核酸內切酶係統(比(bǐ)如CRISPR/Cas9)介導的基因修飾,用(yòng)em表示 endonuclease-mediated mutation。
(4)編號:
這裏的編號通常是指最初構建該模型小鼠的實驗室對其初建時的首建(jiàn)(Founder)小鼠的序列號(hào)。例如:Trp53 tm1Holl ,表示在Holl實驗室對Trp53基因進行突變(biàn)得到的首建小鼠編(biān)號為1,並由該首(shǒu)建鼠繁育擴群得到(dào)的基因編輯小鼠(shǔ)群體(tǐ)或品係。
有(yǒu)時候會看到 tm1.1、tm1.2的情況,這是指條件性基因敲除(CKO)小(xiǎo)鼠在與重組(zǔ)酶工具(jù)小鼠(Cre小鼠)交配後獲(huò)得的子代小鼠品係,為了與親代 CKO 小鼠(編號為 tm1)區分。
(5) 插入結構:
如果有敲入的外源基因,可以在(zài)括號內寫出插入的外源基因(yīn)。
例如:Cd19 tm1(cre)Cgn,表(biǎo)示插入外(wài)源基因Cre
如果敲入的是RNAi,那麽把RNAi針對的靶點(diǎn)寫進括號中。
例(lì)如:Gene tm # (RNAi:Il23a) Labcode,表示(shì)插入RNAi,打靶II23a基因
對於基因敲除和條件性基因敲除,在名(míng)稱(chēng)中一般不用加入(rù)插入結構的部分,即編號後緊跟實驗室代號。
(6)實驗室代號:
一般實驗室代號是機構名(míng)稱的縮寫。
常見實驗室代碼:
J —— The Jackson Laboratory
Kyo —— Kyoto University
N —National Insititutes of Health
Crl ——The Charles River Laboratory
Rik ——The Institute of Physical and Chemical Research(RIKEN)
綜(zōng)合上述的講解,我們再來(lái)看下前麵(miàn)的那個(gè)例子:
我們可以獲得(dé)如下信息(xī):
因此,該小鼠名稱包含了如下(xià)信息:Ksak實驗(yàn)室以C57BL/6J小鼠為背景品係,利用胚胎幹細胞基因打(dǎ)靶(bǎ)方法(fǎ),構建的在Slc1a3基因位(wèi)點插入Cre重組酶,首建鼠編號為(wéi)1的小鼠及其後代。
當然,如果(guǒ)你認為從一個基因工程小鼠的名稱得到的信息還不(bú)夠,並想了解有關該小鼠更多的(de)信息,可以查閱相關文獻或到有關(guān)網站(zhàn)上搜索,比如http://www.informatics.jax.org/這個網站。
2、轉基因小鼠
轉基因小鼠是指基因組中隨機整(zhěng)合外源基因,並在體內(nèi)表達該外源基因的小鼠。這類小鼠也有自己特定的命名規則,這裏我們也(yě)用一個例子來進行(háng)講解。
從上麵的小鼠全名,我們可以看到轉基因小鼠的命名規則有些部分與基因定點修飾小鼠是相同的,現在我們(men)就針對其中不一樣的部分進行解讀。
(1)轉(zhuǎn)基因縮寫:
Tg(Transgene)代表轉基因,如果是轉(zhuǎn)座子介導的轉(zhuǎn)基因,命名時需要在Tg後麵加上Tn,表(biǎo)示transposable element。後麵的括號內包括:所使用的轉(zhuǎn)座子係統縮(suō)寫,以及構建的載體結構,兩者用「-」鏈接。
(2)轉入基因:
在括號中填入轉入基因的啟(qǐ)動子信息以及Gene Symbol。由於轉入的基因是外來DNA材(cái)料的隨(suí)機(jī)插入,且不是天(tiān)然基因組的一部(bù)分,所以不需要寫成斜體。
上麵跟大家簡述了關於基因工程小鼠的名(míng)稱組成,但是我(wǒ)們(men)在日常科研工作以及寫(xiě)文章中,如果每次都寫小鼠全名的話,那會比較繁瑣。通常,我們也可以采用簡寫的方(fāng)式對所用的基因工(gōng)程小鼠進行(háng)表述。下表我們就對目前(qián)常用的基(jī)因工程小鼠類型(xíng)進行一下簡寫規則的說明和舉例。
參考文章:
1.【小鼠大學問(wèn)】基因工程小鼠的命名規則
(https://www.modelorg.com/portal/article/index/id/2381/post_type/1.html)
2.不想猜猜猜,基(jī)因工程小鼠究竟如(rú)何命名?
(https://www.biomice.com.cn/news/zhishi/2182.html)
3.常見實驗室小鼠的命名規則
(https://www.jianshu.com/p/2d7e7fc7a53d)
4.一文(wén)看懂小鼠的基因型
(https://www.jax.org.cn/zh-hans/news-and-insights/jax-blog/2021/january/understanding -the-genotype-of-mice)