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 來源:實驗動物那些事兒 日期:2023.11.21 

基因工程小鼠名稱解讀

基因工程(chéng)小鼠

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基因工程小鼠:也(yě)叫遺傳工程小(xiǎo)鼠,是(shì)指通過基因工程技術手段,對小鼠(shǔ)基因組(zǔ)進行一定(dìng)的人(rén)為修飾,由此產生(shēng)具有特定表型或特征的小鼠。

在本號(hào)前文“小白鼠不是全部”中,我們介紹了常用實驗小鼠品(pǐn)係的命(mìng)名規則。除了野生型實驗小鼠外,基(jī)因工程小鼠是更為常用的科研對象。在閱讀(dú)文獻(xiàn)時,我們經常會看到一長串的包含字母、數字(zì)、上標、括號等組(zǔ)成的小(xiǎo)鼠名稱,它們都代表什麽意思呢?本文就針對這一問題來解讀一下基因工程(chéng)小鼠中字母、符號和數字等的含義。

基(jī)因工程(chéng)小鼠通常可分為如下兩類:

基因定點修飾小鼠:

a. 應用胚胎幹細胞打靶技術(shù)構建的基因敲除和敲入小鼠

b. 應用CRISPR/Cas9等核酸內切酶係統構建(jiàn)的基因敲除、點突(tū)變、定點敲入小鼠

轉基因小鼠:

應用原核注射、慢病毒感染方法構建的轉基因小鼠(shǔ)

1、基因定點修飾小(xiǎo)鼠(shǔ)

首先,我們先介紹(shào)下(xià)關於基因定點修飾小鼠的名稱含義,就以下圖這個小鼠為例:

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上圖(tú)顯示了基因定點修飾小(xiǎo)鼠名稱的6個組成部分,下麵依次對這(zhè)6部分的信息進行解讀。

(1)背景品係:

指(zhǐ)用於構建基(jī)因修飾小鼠模型的背(bèi)景品係。如果這個小鼠(shǔ)背(bèi)景是單一來源,就直接寫該小鼠背景的品係名稱即可,如上圖中的(de)C57BL/6J。如(rú)果(guǒ)是混合來源的話,會出(chū)現如下多種寫法,分別代表不同含義。我們就舉幾(jǐ)個例子進(jìn)行說(shuō)明。

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(2)基因名稱:

我們需要(yào)區分兩種基因名稱寫法,即Gene Symbol 和(hé)Gene Name。

Gene Symbol指的是基因的簡稱,比如(rú)Prrt2;Gene Name指的是基因的全名,比如proline-rich trans membrane protein 2,如果我們要查(chá)找某個基因編輯的小鼠模型,最好輸入(rù)Gene Symbol 。

Gene Symbol 和Gene Name二者的特點如下(xià):

Gene Symbol:  

物種中唯一的

短,3-5個字母,最多不超過(guò)10個字母

隻用羅馬字母和阿拉伯數字

大寫字母開頭,後(hòu)跟小寫(xiě)字母或數字

不包括組織特(tè)異性或(huò)分子(zǐ)量

最好跟 Gene Name 的首字母一致(zhì)

斜體表示

不同物種的同源基因使用相(xiàng)同的Gene Symbol

Gene Name :

簡短,可以是幾個單(dān)詞(cí),包(bāo)含基因功能或特點

首字母小寫(人名或專有名詞除外)

使用(yòng)美式拚寫方法

小鼠中(zhōng)還存在兩個常用的定點過表達整合位點,一個 Rosa26位點,一(yī)個是 H11位點。Rosa26是一個基因(yīn),所以可以用它的Gene Symbol,也就(jiù)是 Gt(ROSA)26Sor。H11並不是(shì)某(mǒu)一個特定基因,而(ér)是(shì)存(cún)在於(yú)兩個基因(yīn)之間的一(yī)個特定染色體位置(zhì),所以沒有Gene Symbol。目前公認的命名是 Igs2,表示 intergenic site 2 的(de)縮寫。

(3)基(jī)因修飾方式:

基因修飾方式一般分為兩種:tm和em

tm:利用ES打靶技術構建的小鼠,用 tm 表示,tm代表 targeted mutation

em:核酸內切酶係統(tǒng)(比(bǐ)如CRISPR/Cas9)介(jiè)導(dǎo)的基因修飾,用em表示 endonuclease-mediated mutation。

(4)編號:

這(zhè)裏的編號通常是指最初(chū)構建(jiàn)該模型小鼠的實驗室對其初建時的首建(Founder)小鼠的(de)序列號。例如:Trp53 tm1Holl ,表示在Holl實驗室對Trp53基因(yīn)進行突變得到的首建小鼠編號為1,並由該首建鼠繁育擴群得到的(de)基因編輯小鼠群體(tǐ)或品係。

有時候會看到 tm1.1、tm1.2的情況,這是指條件性基因敲除(CKO)小鼠在與重組酶工具小(xiǎo)鼠(Cre小鼠)交配後(hòu)獲得的子代小鼠品係,為了與親(qīn)代 CKO 小鼠(編號為 tm1)區(qū)分。

(5) 插(chā)入結構:

如(rú)果有敲入的外源(yuán)基因,可以在括號(hào)內寫出插入的外源基因。

例如:Cd19 tm1(cre)Cgn,表(biǎo)示插入外源基因Cre

如果(guǒ)敲入的是(shì)RNAi,那麽把RNAi針對的靶點寫進括號中。

例如:Gene tm # (RNAi:Il23a) Labcode,表示插入RNAi,打(dǎ)靶(bǎ)II23a基(jī)因

對於基因敲除和條件性基因敲除,在名稱中一般(bān)不用加入插入結(jié)構的部分,即編號後緊跟實驗室代號(hào)。

(6)實驗室代號:

一般實驗室(shì)代號是機構名稱的縮(suō)寫(xiě)。

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)

綜合上(shàng)述的講(jiǎng)解,我們再來看下前麵的那個例子:

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我們可以獲得如下信(xìn)息:

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因此,該小鼠名稱(chēng)包含了如下信息(xī):Ksak實驗室以C57BL/6J小鼠為背景品係,利用胚胎幹細胞(bāo)基因打靶方法,構建(jiàn)的在Slc1a3基因位點插入Cre重組酶,首(shǒu)建鼠編號為1的小鼠及其後代。

當(dāng)然,如果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(yǒu)關該小鼠更多的信息,可以查閱相關文獻或到有關網站上搜索,比如http://www.informatics.jax.org/這個網站。

2、轉基因小鼠

轉基因小鼠是(shì)指基因組中隨機整合外源基因(yīn),並在體內表達該外源基因的小鼠。這類(lèi)小鼠也有自己特定(dìng)的命名規則,這裏(lǐ)我們也用一個例子來進行講解。

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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(fèn)與基因定點修飾小鼠是相同的,現在我們就針對其中不一樣的部分進行解讀。

(1)轉基因縮寫:

Tg(Transgene)代表轉基因,如果是轉座子介導的轉基因,命名時需要在Tg後麵加上Tn,表示(shì)transposable element。後麵(miàn)的括號內包(bāo)括(kuò):所使用的轉座子係統縮寫(xiě),以及構建(jiàn)的載體結構,兩者用「-」鏈接。

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(2)轉入基因:

在括號中填入轉入基因的啟動子信息以及Gene Symbol。由於轉入(rù)的基因是外來DNA材(cái)料的隨機插入,且不(bú)是天然基因組的(de)一部(bù)分,所(suǒ)以不需(xū)要寫成斜體。

上麵(miàn)跟大家簡述了關於基因工程(chéng)小鼠的名稱組(zǔ)成,但(dàn)是我們在日常科研(yán)工作以及(jí)寫文章中(zhōng),如果每次都寫小鼠(shǔ)全名的話,那會比較繁瑣。通常(cháng),我們(men)也可以采用簡寫的方式對所用(yòng)的基因工程(chéng)小鼠進行表述。下表我們就對目前常(cháng)用的基因工程小鼠類型進行一下簡寫規則的說明和舉例。

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參考(kǎo)文章:

1.【小鼠大學問】基因工程小鼠的命(mìng)名規則

(https://www.modelorg.com/portal/article/index/id/2381/post_type/1.html)

2.不想猜猜猜,基因工程小鼠究竟如何命名?

(https://www.biomice.com.cn/news/zhishi/2182.html)

3.常見(jiàn)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)

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