Подавляющее большинство того, как мы понимаем человеческие болезни и пытаемся их вылечить, происходит от мышей, генетически созданных для плодовитого размножения, послушных и простых в обращении — все качества, которые сделали их любимым инструментом крупномасштабных биомедицинских исследований. Однако этот навязанный человеком выбор этих поведенческих и репродуктивных черт стоил огромных денег. Отсеивая нежелательные черты у строго стандартизированных лабораторных мышей, исследователи также наложили невидимые ограничения на то, что можно узнать и чему научиться у них.

Бет Дюмон, биолог-эволюционист из Лаборатории Джексона, и ее коллеги стремятся исправить эту ситуацию. Собирая мышей в их естественной среде обитания, в полях, сараях и лесах, а также в различных экологических нишах (полярный, тропический и засушливый климат) по всей Северной и Южной Америке, Дюмон и его коллеги разработали 10 новых исследовательских линий мышей лабораторного уровня с геномами. набитый информацией, выдавленной из классических мышей.

Эти новые линии мышей, подробно описанные недавно в PLoS Genetics, станут важным новым ресурсом для исследователей во всем мире. Их геномы содержат миллионы новых генетических вариантов по сравнению с классическими инбредными штаммами, включая предсказанные версии гена, который в среднем снижает приспособленность организма, несущего его, а также структурные варианты, охватывающие гены, включая потерю ДНК, дублирование ДНК. и отсоединившиеся хромосомы, которые повторно прикрепляются в противоположном направлении — все генетические профили, которые лучше отражают генетические вариации человека.

«С начала 1900-х годов мы активно удалили у лабораторных мышей много генетической информации, которая невероятно важна для здоровья человека», — сказал Дюмон. «Например, мы вывели черты, которые связаны с тревогой, агрессивностью и бесплодием, а это означает, что мы упускаем множество потенциально преобразующих биомедицинских исследований, что значительно затрудняет определение того, насколько эффективны новые методы лечения или фармацевтические препараты». работать на людях».

Дюмон и ее коллега, профессор Майкл В. Нахман из Калифорнийского университета в Беркли, а также группы аспирантов приступили к работе. Они собрали (с некоторыми трудностями) диких мышей в пяти местах в Канаде, США и Бразилии. Эти дикие мыши, которые все принадлежали к одному подвиду мышей (M. musculus Domesticus; важно, потому что все они могут скрещиваться, что не обязательно имеет место со всеми генетически разнообразными мышами), сильно отличались от лабораторных мышей, испытав адаптивное давление, чтобы выжить. и процветать в соответствующей среде.

Например, мыши из Канады были крупнее и обладали высокой метаболической активностью, позволяющей сохранять тепло в более холодном климате; мыши из Бразилии были меньше по размеру, и их метаболизм радикально отличался, что указывает на то, что мыши, собранные в Бразилии, были уникальным образом адаптированы к жаркому климату.

Дюмон, Нахман и коллеги тщательно инбридировали этих мышей на протяжении 20 поколений, чтобы устранить вредные гены, при этом проводя очень минимальный отбор по послушному поведению и/или репродуктивным показателям. Затем Дюмон повторно вывел этих мышей с помощью ЭКО, чтобы предотвратить занесение диких патогенов, что сделало их теперь пригодными для лабораторного использования — если вы сможете их поймать. Новые штаммы также заметно злее.

«Они быстрые и не хотят, чтобы вы их задерживали», — сказал Дюмон. «Меня не укусили, но работа с ними требует быстрых рефлексов».

Лабораторные штаммы, полученные из дикой природы, демонстрировали различия в фенотипических признаках, помимо размера и скорости. Внедрение миллионов генетических вариантов охватило широкие вариации во многих биологических областях. Их биохимические, нейроповеденческие, физиологические, морфологические и метаболические характеристики различались гораздо шире, чем у инбредных лабораторных мышей, более точно моделируя сложную генетическую основу фенотипов, связанных с заболеваниями человека.

«Использование диких штаммов потенциально может создать мощный набор ресурсов для моделирования человеческих качеств и заболеваний, что позволит сделать важные открытия практически во всех областях заболеваний», — сказал Дюмон. «По мере того, как исследователи начнут это осознавать, мы увидим растущий интерес к лабораторным мышам, полученным из дикой природы».