小鼠由于遗传背景清楚、品系较齐全,一直被捉为遗传学分析首选的实验动物。在人来基因组计划中,小鼠也被作为重要的模式动物。小鼠基因组作图、改造和控制,对疾病相关基因的识别、克隆功能分析以及人类疾病模型的建立及研究具有重要意义,已成为当今实验动物学的前沿领域。本届将介绍小鼠基因组作图及其应用。
(一)小鼠基因组作图
所谓基因组作图(genome mapping),就是先后绘制出遗传图谱(genetic map)、物理图谱(physical map)和转录图谱(transcription map)以及序列图谱(sequence map),以弄清整个基因组的结构与功能。这些图谱都反映出一定的遗传涵义,但所用尺度不同。遗传图谱为大尺度图谱,图距单位为 cM(毫摩);物理图谱为中等尺度图谱,图距单位为Kb(千碱基对)。遗传图谱是整个基因组研究的基础,只有绘制出遗传图谱后才能进一步绘制出物理图谱和转录图谱(如图)。
图:基因组研究步骤
1、遗传图谱 又称连锁图谱(linkage map),是以具有多态性的遗传标记为路标,以两个位点的交换率为图距的图谱。绘制遗传图谱的方法,过去主要是通过将携带有突变基因的近交系小鼠与带有数个遗传标记(通常为已定位的生化位点和突变所致的生理缺陷)的特殊连锁测试群互交,再回交,然后计算互换率来进行。但这种方法因可选择的遗传标记少,效率极低,花了75年所绘制的连锁图仅包括965个位点。近年来,采用种间杂交、亚种间杂交,特别是简单序列长度多态性标记(simple sequence length polymorphism SSLP)等分子标记技术,加快了小鼠遗传图谱绘制的进程。
(1)种间杂交:是将携带有突变基因的近交系小鼠与Mus属种的远缘鼠种交配,再回交来进行基因定位。如(C57BL/6JXMus spretus)F1*C57BL/6J。由于杂交亲本遗传多态程度高,单一种间交配即能获得足够的信息进行分析。
(2)SSLP标记 在小鼠基因组中已鉴定出数量众多(5 000多个)的SSLP标记(也称卫星DNA),它们多为2~4个核苷酸序列重复。这种简单序列重复在品系之间具有约50%的多态性,在种间或亚种间具有约95%的多态性。因此,把它们作为遗产标记,通过PCR检测,可以快速绘制出任何杂交形式(无论是种间还是品系间)的小鼠遗传图谱。通过此方法绘制出小鼠遗传图谱,1993年报道为1 518个位点,1994年达到4 006 哥,1995增至6 200 个,平均图距达0.24cM,相当于500Kb。1996年又很快增加到7 377个位点,图距缩小到0.2cM,相当于400Kb。


