On the subspecific origin of the laboratory mouse

研究人员已经为100种近交系小鼠品种(inbred mouse strain)构建了一些全基因组的、高分辨率的遗传图谱。研究人员宣称，与野生来源的品种相比，今天大多数经典性实验室品种拥有有限的遗传多样性，绝大部分起源于家鼠的单一物种。

这些发现解决了关于实验室小鼠的起源和组成问题上相互对抗的观点。这篇论文发表在本周的Nature Genetics杂志上，也披露了一个在线工具(http://msub.csbio.unc.edu/)，利用该工具，科学家们就能够可视化近交系和野生来源小鼠品种的详细遗传数据和系统进化树，从而决定那些品种在实验中可能最为有用。

伦敦大学学院(University College London)的一名神经科学家Elizabeth Fisher(未参与该项研究)说，“这是一篇非常好的论文。它解决了这些动物实际的[遗传]背景上的争论。”关于这个在线工具，她补充道，“我确信我们 将会使用它。”

位于美国缅因州巴港的杰克逊实验室的一名小鼠遗传学者Gary Churchill，也是这篇论文的通讯作者，他说，“这些是人们与之已经一起工作了大约100年的小鼠”，“有如此高度使用的模式有机体，却不能真正地理解与野生物种之间的关系，这是令人尴尬的。”

2007年，两个研究团体关于经典性近交性小鼠品种的起源做出不同的结论。一个研究团队[2]发现由68%家鼠(Mus musculus domesticus)---来自西欧育种家的“可爱”的驯化小鼠---19%的其他的品种已知的和13%品种起源未知的小鼠组成。使用同样的公开数 据，Churchill领导的另一个研究团队[3]作出的结论为近交系品种更加没有多样性：它们遗传组成中92%都是起源于家鼠(Mus musculus domesticus)，剩下的7%来自起源于其他两种已知的物种。

在接下来的三年多时间里，Churchill与位于教堂山(Chapel Hill)的北卡罗来纳大学(University of North Carolina)的Fernando Pardo-Manuel de Villena合作，设计了一种高密度的基因型分型芯片(genotyping array)和软件， 以高分辨率的方式对上百种小鼠品种进行基因型分型。一旦技术准备好了，研究小组收集了36种野生来源的小鼠品种---Churchil说，“这就是人们直 接外出到灌木丛中去抓捕小鼠”---并且分析了它们的遗传数据，确定哪些小鼠种类携带哪种单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism, SNP)---DNA序列上单个碱基的变异。这些数据随后用来鉴定100种经典性近交系实验小鼠品种的起源。

他们发现近交系实验小鼠品种的基因组在起源上绝大多数都来自家鼠(M. m. domesticus)---在每种情况下都至少有90%---剩下的几乎专门地来自日本的一种小鼠物种。Churchill说，“我们重述了2007年 我们说过的话，因此它非常好地得到证实。”相比于野外来源的品种，近交系实验小鼠品种有着明显更少的遗传多样性：标准的实验小鼠品种携带大约1200万个 SNP，而近交系小鼠和野生来源的小鼠品种的后代(2004年Churchill和Pardo-Manuel de Villena发起的称作合作性杂交品种[Collaborative Cross][4]的一项工程的一部分)拥有4500万个SNP。

Churchill说，甚至实验小鼠基因组上还存在遗传学上“一片空白”的区域，在那里没有发生遗传变异。没有变异，研究人员就没法测试不同变异体 的影响。比如，第10号染色体的相当大的部分在实验小鼠品种中是完全一样，在该区域的基因涉及到寿命。Churchill说，这些区域可能会鼓舞研究人员 整合入更多的野生来源的品种到他们的研究工作中，以便在这些位点上带来等位基因多样性。“多样性再多，你也不会嫌多。”

此外，研究人员收集了来自162个小鼠品种的数据，构建了一个可以公开获得的称作小鼠进化树观察者(Mouse Phylogeny Viewer)的在线工具。在这个网站上，研究人员可以选择任何一组品种，比较它们之间的相关性如何，观察它们的起源，甚至还可以研究一下小鼠基因组特定 区域，观察这些品种单个等位基因上如何进行比较。

Fisher说，这些新的数据和在线工具应当有助于研究人员将新的和更加多样性的小鼠品种加入到他们的研究当中。她说，通过这种新的工具，野生来源的小鼠“并不是如此令人吃惊地不被知晓”，“这篇论文给出的一个极好的事情就是人们很有可能将会理解更加多样性的品种。”

1. H. Yang, et al., “Subspecific origin and haplotype diversity in the laboratory mouse,” Nature Genetics, doi:10.1038/ng.84, 2011.

2. Kelly A. Fraze et al., "A sequence-based variation map of 8.27 million SNPs in inbred mouse strains", Nature, 30 August 2007: 448, 1050-1053 | doi:10.1038/nature06067.

3. Hyuna Yang et al., "On the subspecific origin of the laboratory mouse", Nature Genetics, 29 July 2007: 39, 1100-1107 | doi:10.1038/ng2087.

towersimper为翻译此文的作者