Кіріспе

Ұзақ уақыт бойы іштен өсірудің нәтижесінде генотипі жағынан бір-біріне өте ұқсас жеке тұлғалар. Инбридтік штаммдар (іштен өсірілген желілер немесе жануарлар үшін сирек кездесетін сызықтық жануарлар деп те аталады) – бұл ұзақ уақыт бойы іштен өсірудің нәтижесінде генотипі жағынан бір-біріне өте ұқсас белгілі бір түрге жататын жеке тұлғалар. Штаммды кем дегенде 20 буын бауыр мен қарындас немесе ұрпақ пен ата-ана арасында жұптастыру арқылы инбрид деп есептейді, осы кезде штаммның жеке тұлғасындағы локустардың кем дегенде 98,6% гомозиготта болады және әрбір жеке тұлғаны тиімді түрде клондауға болады. Кейбір инбридтік штаммдар 150-ден астам буын бойы өсірілді, нәтижесінде популяциядағы тұлғалар изогендік сипатқа ие болады. Жануарлардың инбридтік штаммдары зертханаларда эксперименттер үшін жиі қолданылады, онда қорытындылардың қайталанатындығын қамтамасыз ету үшін барлық сыналы жануарлардың мүмкіндігінше ұқсас болуы қажет. Дегенмен, кейбір эксперименттер үшін сынақ популяциясында генетикалық әртүрлілік қажет болуы мүмкін. Сондықтан, көптеген зертханалық жануарлардың аутбридтік штаммдары да қолжетімді, мұнда аутбридтік штамм – табиғатта жабайы типке жақын организмнің штаммы, онда мүмкіндігінше аз іштен өсіру болады. Кейбір өсімдіктер, соның ішінде генетикалық модельді организм Arabidopsis thaliana табиғи түрде өздігінен тозаңданады, бұл зертханада инбридтік штаммдарды жасауды өте оңай етеді (басқа өсімдіктер, соның ішінде жүгері сияқты маңызды генетикалық модельдер, тозаңды бір гүлден екіншісіне ауыстыруды қажет етеді).

Зертханада

Ішіне тұқымдық штамдар зерттеулерде кеңінен қолданылған. Бірнеше Нобель сыйлығы инбридтік штамдарсыз орындалуы мүмкін емес болған жұмыстар үшін табысталды. Бұл жұмыстарға Медавардың иммундық төзімділік туралы зерттеулері, Колер және Милштейннің моноклональды антиденелерді жасауы, сондай-ақ Доэрти мен Зинкернагельдің негізгі гистоқонфликтілік кешен (МГК) туралы зерттеулері кіреді. Бұл инбридтік штамдарға тән, себебі олар әдетте 20-шы буынға жеткенде кем дегенде 98,6% ұқсастыққа ие. Инбридтік штамдарды көбейту жиі қызығушылық тудыратын нақты фенотиптерге, мысалы, алкогольге құмарлық сияқты мінез-құлық ерекшеліктеріне немесе қартаю сияқты физикалық қасиеттерге бағытталған. Сондай-ақ, оларды трансгендік тәжірибелерде қолдануды жеңілдететін қасиеттері үшін іріктеуге болады.

Рекомбинантты инбридті тұқымдар

Сандық белгілердің байланысын талдау үшін рекомбинантты желілер изогендік қасиеттерінің арқасында пайдалы, себебі жеке тұлғалардың генетикалық ұқсастығы сандық белгі локусын талдауды қайталауға мүмкіндік береді. Қайталау карталау экспериментінің нәтижелерінің дәлдігін арттырады және ағзаның өмір сүру ұзақтығына қоршаған ортаның шағын өзгерістерінің әсер ететін қартаю сияқты белгілер үшін қажет, бұл нәтижелерде айырмашылықтарға алып келуі мүмкін.

Коизогендік штамм

Бір локуста әр түрлі болуы үшін өзгертілген немесе табиғи түрде мутацияға ұшыраған инбридтік штаммның бір түрі. Мұндай штаммдар инбридтік штамм ішінде немесе инбридтік штаммдар арасындағы дисперсияны талдау кезінде пайдалы, себебі кез келген айырмашылық бір генетикалық өзгеріске немесе бір штаммның екі жекесі арасындағы орта жағдайларының айырмашылығына байланысты болады. Gal4/UAS – бұл драйверлік жүйе, онда Gal4, Drosophila геномдағы орналасуына байланысты белгілі бір жағдайларда белгілі бір тіндерде экспрессиялана алады. Gal4 экспрессияланғанда, ол әдетте Drosophila-да табылмайтын, Gal4-ке тән UAS тізбегі бар гендердің экспрессиясын арттырады, яғни зерттеуші трансгендік геннің экспрессиясын әртүрлі тіндерде, қалаған UAS желісін Gal4 желісімен, жоспарланған экспрессия үлгісімен будандастыру арқылы тексеруге болады. Белгісіз экспрессия үлгілерін анықтау үшін Жасыл флуоресцентті ақуызды (GFP) UAS экспрессиялайтын ақуыз ретінде пайдалануға болады. Әсіресе, Drosophila-да ерекше және нақты экспрессия үлгілері бар мыңдаған Gal4 желісі бар, бұл организмдегі көптеген экспрессия үлгілерін тексеруге мүмкіндік береді. Инбридтік штаммдар, гомозиготалық жеке тұлғалардың шағын популяциялары болғандықтан, генетикалық дрейф арқылы жаңа мутациялардың бекітілуіне осал. Джексон зертханасы тышқандағы генетикалық дрейф туралы ақпараттық сессияда байқалған белгілерге негізделген мутация жылдамдығын шамамен бағалап, әр 1,8 ұрпақта 1 фенотиптік мутацияны анықтады, бірақ олар бұл көрсеткіштің азайтылған болуы мүмкін екенін ескертеді, өйткені олар қолданған деректер тышқан штаммдарының ішіндегі фенотиптік өзгерістерге емес, көзге көрінетін фенотиптік өзгерістерге қатысты болған. Олар сондай-ақ, әр 6-9 ұрпақта кодтаушы тізбекте мутация бекітіліп, жаңа субштамның пайда болуына әкелетінін қосты. Нәтижелерді салыстырғанда екі субштамды салыстырмауға көңіл болу керек, өйткені субштамдар бір-бірінен күрт өзгеше болуы мүмкін.

Сыңарлар мен тышқандар

Бірінші дүниежүзілік соғысқа дейінгі кезең шамамен 1909 жылы доктор Хелен Кингтің егеуқұйрықтарда, ал 1909 жылы доктор К.С. Литтлдің тышқандарда инбридингті бастауына әкелді. Бұл жоба тышқандардың DBA тұқымын дамытуға алып келді, қазір ол DBA/1 және DBA/2 екі негізгі субтұқымы ретінде кеңінен таралған, олар 1929-1930 жылдары бөлінді. 1918 жылы DBA тышқандарының жоғалып кетуі мүмкін болды, себебі негізгі популяциялар тышқандардың паратифімен қырылып, тек үш тұқымдық белгісі жоқ тышқан тірі қалды. Бірінші дүниежүзілік соғыстан кейін көп ұзамай доктор Л.К. Стронг тышқандарда инбридингті үлкен ауқымда бастады, бұл әсіресе C3H және CBA тұқымдарын дамытуға, ал доктор C.C. Литтл C57 тұқымдар отбасын (C57BL, C57BR және C57L) дамытуға әкелді. Тышқандардың ең танымал тұқымдарының көпшілігі келесі он жылдық ішінде пайда болды, ал кейбіреулері бір-бірімен тығыз байланысты. Митохондриялық ДНК-ның біртектілігінен алынған мәліметтер, тышқандардың көптеген таралған инбридті тұқымдарының көпшілігі шамамен 150-200 жыл бұрын бір ғана аналық тышқаннан шыққан деген жорамалды қолдайды. Осы кезеңде көптеген кеңінен қолданылатын инбридті егеуқұйрықтар да дамыды, олардың бірнешеуін Колумбия университетінің қатерлі ісіктерді зерттеу институтындағы Кертис пен Даннинг жасады. Осы уақытқа дейін жататын тұқымдарға F344, M520 және Z61, ал кейінірек ACI, ACH, A7322 және COP кіреді. Трайонның лабиринттегі жарық және қараңғы егеуқұйрықтарды іріктеу жөніндегі классикалық жұмысы ТМБ және ТМД инбридті тұқымдарын дамытуға, содан кейін эксперименталды психологтардың инбридті егеуқұйрықтарды кеңінен пайдалануына әкелді.

Тышқандар

Wistar – Wistar Kyoto сияқты ішкі селекцияланған штамдардың жалпы атауы, ол Wistar шығу текті штамдарынан дамыған. Егеуқұйрық геномдық деректер базасы ішкі селекцияланған егеуқұйрықтардың қазіргі тізімін және олардың сипаттамаларын сақтайды.

Тышқандар

Тышқанның көптеген ішкі көбейтілген штамдары кеңінен зерттелген. Джексон зертханасы осы байланыстар негізінде генеалогиялық ағаштарды белсенді түрде жаңартып отырады, оларды олардың сайтында табуға болады.

Теңіз шошқалары

Г. М. Роммель 1906 жылы гвинеялық шошқалардағы ішкі селекция тәжірибелерін алғаш рет жүргізе бастады. 2 және 13 нөмірлі теңіз шошқалары осы тәжірибелердің нәтижесінде алынған және бүгінге дейін қолданылып келеді. 1915 жылы Сеуолл Райт бұл тәжірибеге жауапкершілікті алды. Оның алдында Роммель жинаған барлық деректерді талдау міндеті тұрды. Райт ішкі селекцияның жалпы математикалық теориясын құруға үлкен қызығушылық танытты. 1920 жылға қарай Райт жол коэффициенттері әдісін жасады, осыдан кейін ол оны ішкі селекцияның математикалық теориясын дамыту үшін пайдаланды. 1922 жылы Райт гаметалардың бірігуінің корреляциясын ішкі селекция коэффициенті F ретінде енгізді, ал ішкі селекцияның кейінгі теориясының көп бөлігі оның еңбегіне негізделген. Қазіргі кезде ең көп қолданылатын ішкі селекция коэффициентінің анықтамасы математикалық жағынан Райттың анықтамасына эквивалентті.

Зебралық балық

Зебра балықтарының регенерациясы сияқты зерттеуге лайықты көптеген ерекшеліктері болғанымен, тышқандар мен Медака балықтарына қарағанда зебра балықтарында инбридинг депрессиясының әсері күштірек болғандықтан, олардың ішкі туыстыққа түскен тұқымдары салыстырмалы түрде аз. Бірақ, инбридингтің салдары жеңіліп, зертханалық қолдану үшін изогендік тұқым жасауға болатыны әлі белгісіз.