實驗困難重重，一不小心就會踩坑。為什么別人的實驗總是一帆風順，而你卻總是跌跌撞撞，甚至遭遇神秘“玄學”困擾？

那是因為，你可能遺漏了遺傳漂變的影響！！
 

不知道遺傳漂變的你：實驗也太難做了，怎么到處都是玄學😭

了解了遺傳漂變的你：小小遺傳漂變耐我何，一切盡在掌控中！😎

不知不覺，小鼠基礎知識系列已經到了第十三課，在講完了繁育要點之后，J博士今天就和大家一起來聊聊小鼠遺傳質量的那些事兒。

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01 你知道什么是遺傳漂變嗎？
 

在小鼠的繁育過程中，即使沒有選擇壓力，由減數分裂或DNA修復錯誤引起的隨機突變也總是發生，進而導致種群基因組變化，這一現象即稱為遺傳漂變。

遺傳漂變無法避免，而由漂變帶來的突變則在群體中隨機固定或消失。在近交系小鼠種群中，通常每6-9代就可能會有一個位于編碼區域的突變被固定下來^[1]。

C57BL/6小鼠出現的多種毛色，就是一種“看得見”的遺傳漂變；除此之外，還有很多“看不見”的遺傳漂變。

例如

C57BL/6N亞系中出現的視網膜變性（Crb1rd8突變）。現有50多種不同的C57BL/6亞系，包括C57BL/6J、C57BL/6N、C57BL/6Nmg、C57BL/6JKun和C57BL/6JolaHsd等，他們在遺傳和表型上都已出現差異，使用不同的亞系開展實驗很可能會得到不同的結論，也為數據的延續性帶來風險。
 

因此，充分了解所用小鼠的遺傳背景，精確到亞系，并據此選擇合適的對照對科學研究而言很重要。

02 如何減少遺傳漂變對研究工作的潛在影響？

遺傳漂變是無法阻止的，但可以通過科學的繁育方式和種群管理最大限度地減少或避免遺傳漂變對研究帶來的影響。相應措施如下：

▲ 維系譜系清晰的種群，養成良好的譜系記錄和詳細的種群信息收集習慣。

▲ 嚴密監測表型變化，一旦發現某一譜系發生突變，則及時剔除該譜系，重新建立新的譜系進行繁育。

▲ 在單個譜系中使用嚴格的姐妹-兄弟交配，并定期更新繁育對 (~10 代)。

▲ 避免選擇壓力，在同一譜系內隨機挑選姐妹-兄弟進行繁育。

▲ 在遺傳背景未知的情況下，使用基因組測序確認具體的遺傳背景。

▲ 在種群擴繁早期，大量冷凍保存胚胎、精子，并定期復蘇以更新繁育對。

▲ 對于持續繁育的種群，定期與背景品系回交。

▲ 選擇定期從可靠供應商引進新的種鼠。

03 JAX遺傳質量控制策略：讓您的研究結果更穩定

杰克森實驗室在小鼠飼養、哺乳動物遺傳學和檢測開發領域擁有近百年的豐富經驗，深刻意識到小鼠遺傳穩定性對科學研究的重要意義，長期致力于保障設施中JAX^®小鼠的遺傳質量。為確保JAX^®小鼠的遺傳質量，JAX開展了兩項措施——遺傳質量控制項目（GQC）和遺傳穩定項目(GSP)。
 

遺傳質量控制項目（GQC）

遺傳質量控制項目（GQC）工作的核心內容是通過流程和事件的管理來防止遺傳污染并最大限度地減少遺傳漂變的影響。包括采用特定、嚴格的繁育流程，從而防止遺傳污染并最大限度地減少遺傳漂變的影響；定期進行SNP基因型檢測以監測遺傳污染；使用科學、嚴謹的方法管理遺傳污染時間，確保能及時識別并剔除污染種群。

遺傳穩定性項目（GSP）

遺傳穩定性項目（GSP）則是通過冷凍保存來最大限度地減少JAX®小鼠核心群（FS）中的遺傳漂變。對于該計劃中的每個核心群，我們會從一代小鼠中冷凍保存足夠量的胚胎，可供持續10-25年。每五代，我們會復蘇冷凍的胚胎以重新建立核心群。

GSP計劃將單代的“長度”延長至10到25 年，即在100年內，核心群傳代將不超過4-10代。而與之相比，即使在最佳的種群管理方式下，每年自然傳代也有約3代，100年將產生約300個世代。可見，JAX^®的GSP計劃有效地將遺傳漂變的速度延緩了20-50倍。JAX^®將部分關鍵品系納入了GSP計劃，并持續定期添加其他品系。如果您在查找的小鼠品系數據中看到圖標，即表示這個品系在 GSP 計劃中。

所以，J博士在文末悄悄告訴大家，如果您的實驗結果不穩定，有可能并不是自己的問題。從JAX引進更有遺傳質量保障的小鼠模型，也許問題很快就解決啦。

參考文獻：

[1] Drake et al. , 1998；Chamaray and Hurst, 2004