Введение
Генетический вариант, подтип или культура внутри биологического вида – штаммы в биологии. В биологии штамм представляет собой генетический вариант, подтип или культуру внутри биологического вида. Штаммы часто рассматриваются как по сути искусственные понятия, характеризующиеся конкретным намерением генетической изоляции. Это наиболее заметно в микробиологии, где штаммы получают из одной клеточной колонии и обычно изолируются физическими ограничениями чашки Петри. Штаммы также часто упоминаются в вирусологии, ботанике и при использовании грызунов в экспериментальных исследованиях.
strains in biology
In biology, a strain is a genetic variant, a subtype or a culture within a biological species. Strains are often seen as inherently artificial concepts, characterized by a specific intent for genetic isolation. This is most easily observed in microbiology where strains are derived from a single cell colony and are typically quarantined by the physical constraints of a Petri dish. Strains are also commonly referred to within virology, botany, and with rodents used in experimental studies.
Микробиология и вирусология
Было сказано, что "в вирусологическом сообществе нет общепринятого определения терминов 'штамм', 'вариант' и 'изолят', и большинство вирусологов просто перенимают использование терминов у коллег". Штамм – это генетический вариант или подтип микроорганизма (например, вируса, бактерии или грибка). Например, "штамм гриппа" – это определенная биологическая форма вируса гриппа. Эти штаммы гриппа характеризуются различными изоформами поверхностных белков. Новые вирусные штаммы могут возникать в результате мутаций или обмена генетическими компонентами, когда две или более вирусов инфицируют одну и ту же клетку в естественных условиях. Эти явления соответственно известны как антигенный дрейф и антигенный сдвиг. Микробные штаммы также можно дифференцировать по их генетическому составу, используя метагеномные методы для достижения максимального разрешения внутри вида. Это стало ценным инструментом для анализа микробиома.
Искусственные конструкции
Ученые модифицировали штаммы вирусов для изучения их поведения, как в случае с вирусом гриппа H5N1. Хотя финансирование подобных исследований иногда вызывало споры из-за соображений безопасности, что приводило к временной приостановке, впоследствии оно возобновилось. В биотехнологии микробиологические штаммы конструируются для создания метаболических путей, подходящих для широкого спектра применений. Исторически, значительные усилия в области метаболической инженерии были направлены на производство биотоплива. *Escherichia coli* является наиболее распространенным видом для генной инженерии прокариотических штаммов. Ученым удалось создать жизнеспособные минимальные геномы, на основе которых можно разрабатывать новые штаммы. Эти минимальные штаммы практически гарантируют, что эксперименты с генами вне минимального генома не будут подвержены влиянию несущественных путей. Оптимизированные штаммы *E. coli* обычно используются для этих целей. *E. coli* также часто служат платформой (шасси) для экспрессии простых белков. Эти штаммы, такие как BL21, генетически модифицированы для минимизации активности протеаз, что обеспечивает потенциал для высокоэффективного промышленного производства белков. Штаммы дрожжей являются наиболее распространенным объектом генетической модификации эукариот, особенно в контексте промышленного ферментирования.
Растения
Термин не имеет официального таксономического статуса в ботанике; он относится к совокупности потомков, происходящих от общего предка и обладающих единым морфологическим или физиологическим признаком. Штамм – это обозначенная группа потомства, полученная либо от модифицированного растения (созданного традиционной селекцией или биотехнологическими методами), либо в результате генетической мутации. Например, некоторые штаммы риса создаются путем введения нового генетического материала в растение риса, и все потомки этого генетически модифицированного растения составляют штамм с уникальной генетической информацией, передаваемой последующим поколениям; обозначение штамма, как правило, номер или формальное название, охватывает все растения, происходящие от исходного модифицированного растения. Растения риса, входящие в штамм, могут скрещиваться с другими штаммами или сортами риса, и если получаются желаемые растения, они подвергаются дальнейшей селекции для стабилизации этих признаков; стабилизированные растения, которые можно размножать и сохранять свои свойства (оставаться идентичными родительскому растению), получают название сорта и поступают в производство для использования фермерами.
Грызуны
Лабораторная мышь или крыса – это группа животных с генетически однородным составом. Штаммы используются в лабораторных экспериментах. Штаммы мышей могут быть инбредными, мутировавшими или генетически модифицированными, а штаммы крыс обычно инбредные. Определенная популяция инбредных грызунов считается генетически идентичной после 20 поколений скрещивания между родственниками. Многие штаммы грызунов были разработаны для различных моделей заболеваний, и они также часто используются для оценки токсичности лекарственных препаратов.
Инсекты
Обычная плодовая мушка (Drosophila melanogaster) была одним из первых организмов, использованных для генетического анализа, обладает простым геномом и очень хорошо изучена. Она остаётся популярным модельным организмом и по другим причинам, таким как простота разведения и содержания, а также высокая скорость и обильность размножения. Были разработаны различные специфические штаммы, включая бескрылую форму с недоразвитыми крыльями (которая также используется в торговле домашними животными в качестве живого корма для мелких рептилий и амфибий).