北卡羅來納州研究三角園區——這些小鼠非常奇特。它們分佈在2000個籠子裡,代表著真正的混合體:白色、黑色和棕色的小鼠,有些肥胖,有些瘦弱,有些尾巴彎曲,有些蜷縮在角落裡,而另一些則在圈子裡奔跑。這些來自北卡羅來納大學教堂山分校的小鼠,正在等待新的飼養設施,它們不是突變的棄 rejects。相反,它們是一種寶貴的新資源——有史以來實驗室中最多樣化的小鼠品系。由於它們更密切地反映了人類的遺傳變異,它們可能是理解當今一些最常見和最複雜的疾病的關鍵。
這些小鼠不具有人類種族相對應的齧齒動物等價物;相反,它們只是具有更大的DNA多樣性。傳統的實驗小鼠擁有的等位基因數量有限——也就是說,同一基因的不同版本。它們的DNA僅包含整個小鼠基因組約30%的等位基因多樣性,這意味著與野生同類相比,作為整體的實驗小鼠僅具有每種基因的少數形式。但是現在,遺傳學家已經開始繁殖大量新的小鼠種群,該種群包含小鼠基因組90%的多樣性,並且與人類基因組中的自然變異相當。
建立這些小鼠品系的想法在2001年的一次會議上成形,當時少數科學家開始對研究由許多基因共同作用引起的疾病缺乏進展表示同情。在癌症和糖尿病等複雜的疾病中,科學家僅從傳統的滑鼠遺傳學中獲得少量資訊,而傳統的滑鼠遺傳學通常涉及一次沉默一個基因。“我們需要一個新的動物種群來刺激該領域,”北卡羅來納州立大學的遺傳學家、該專案的負責人大衛·W·斯雷吉爾說。因此,研究人員概述了一個計劃:從遺傳多樣化的創始品系開始,將它們繁殖成數百種具有廣泛的身體和行為特徵的可複製品種。它們將具有當今實驗小鼠不具備的性狀組合。科學家們計算出,僅八個創始品系就足以捕獲所需的等位基因多樣性,同時保持專案的實用性和計算可管理性。
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但是,名為“合作交叉”(CC)的專案比想象的更難執行。先前嘗試透過化學誘變建立遺傳多樣化的小鼠品系因需求低迷而失去了資金,因此遺傳學家不願將高達5000萬美元的初始CC價格標籤投入到另一個小鼠專案中。“如果美國國立衛生研究院投入大量資金,但沒有產生很大影響,信譽就會受損,”威斯康星大學麥迪遜分校的遺傳學家艾倫·D·阿蒂說,他沒有參與該專案。
但是,傑克遜實驗室(位於緬因州巴爾港)的遺傳學家加里·丘吉爾充滿信心和不耐煩,開始在他自己的實驗室中繁殖最初的八個品系,其中包括三個野生來源的品系,這些品系貢獻了CC 75%的遺傳多樣性。很快,合作者拼湊了足夠的資金開始認真繁殖,首先在田納西州橡樹嶺國家實驗室,後來在北卡羅來納大學、以色列特拉維夫大學和澳大利亞西澳大利亞大學的珀斯分校。今天,最初的幾個品系幾乎完成了繁殖,該團隊希望到2010年底完成最初的50條品系,到2013年完成300到500條品系——成本約為最初估計的十分之一。
丘吉爾說:“但是我們不能袖手旁觀,”因此他和其他人已經開始使用這些稱為pre-CC的品系,以證明小鼠的有用性,研究範圍從基本生理學到動物對傳染病的易感性。最初的嘗試引起了聯邦機構的興趣:去年9月,美國授予北卡羅來納大學860萬美元,用於建立一箇中心,利用CC研究人類精神疾病的遺傳學。
專案以外的科學家也被吸引了。美國國立衛生研究院負責人弗朗西斯·柯林斯的實驗室的博士後研究員薩米爾·凱拉達已經使用了大約160只pre-CC小鼠來研究引起過敏性哮喘的基因-環境相互作用。其中包括那些在接受大劑量哮喘過敏原後仍然完全健康的小鼠,以及那些在測試甚至開始之前就喘息的小鼠。“它們的多樣性太大了,”凱拉達說。
CC領導者希望像凱拉達這樣的更多研究人員將使用這種免費提供的資源。除非該專案的創始人(主要是遺傳學家)能夠說服生理學家和生物化學家檢查這些小鼠,“否則影響將非常有限,”阿蒂說。斯雷吉爾表示同意:“毫無疑問,我們必須引進生理學和行為學方面的專家。我們真的希望它成為一種社群資源。”
注意:這個故事最初以標題“小鼠混搭”印刷