마우스계통과명명법 - KALAS · 2018-01-29 · 주요실험용마우스의특징 •C3H...

마우스 계통과 명명법

한국생명공학연구원

남기환

1

2018 한국실험동물학회 동계학술대회(2018.1.25)

I. 실험용 마우스 계통

II. 마우스 명명법

실험용 마우스(house mouse)란?

• House mouse complex = Laboratory mouse

ü 속명: Mus

ü 종명: Mus musculus

ü 유전적으로 밀접한 여러 아종(subspecies)이 섞여서 구성됨.

마우스 Species 다양성

M. m. castaneusM. m. domesticus M. spretus

M. caroriM. cypriacus Coelomys. pahari

The Laboratory Mouse 2nd Ed.

실험용 마우스(house mouse)의 분류학

• 분류학적 위치

Species(종)

Genus(속)

Subspecies(아종)

Family(과)

domesticus

2,277종

musculus

molossinus

castaneus

MusculusMusMuridae

gentilulusspretus

실험용 마우스(house mouse)의 분포

• House mouse complex

ü 기원: 인도대륙과 그 주변

ü 분포:

• 자연분포지역: 유럽, 아시아, 아프리카

• 기타 지역: 신석기 시대 이후 사람에 의한 전파

<참고>

v Swiss mouse: • Non-inbred albino strains을 의미• 통칭으로 스위스 유래임을 나타내는 용어

v Castle’s mouse: • WE Castle의 연구그룹에서 개발된 마우스를 통칭하는 용어

실험용 마우스(house mouse)의 분포와 유래

• 분포

domesticus

Musculus

molossinus

castaneus

America

gentilulus

Willian Ernest Castle family tree

Dr. William Ernest Castle, father of mammalian genetics, at age 93.

실험용 마우스의 탄생

• 19세기 : 일본, 영국, 미국

Ø Fancyers: 애완동물로서 털빛과 행동특징을

기준으로 하는 교잡, 분리 진행

Ex) Dancing mice : Waltzer (Cdh23v) mutant

실험용 마우스의 탄생

• Genetically standardized strains (Inbred; 근교계) Ø 20세대 이상 형매교배 결과 생성

Ø 1900년대 초기까지 pet dealer 가 laboratory mice 공급

Ø Swiss mice : albino, non-inbred mice

• DBA/2: WE Castle & CC Little 수립(1909)Ø non-aguti (a), brown (b, Tyrp1), dilute (d, Mo5a)

• C57BL/6: Abbie Lathrop-CC Little 수립(1918)Ø Female 57번 black 산자 교배

• C3H, CBA : L.C. Strong 수립Ø Cold Spring Harbor 근처 야생마우스 교잡의 자손에서 유래

(aguti locus에 wild (A) allele이 재 도입된 이유)

주요 inbred 마우스의 유래 (1)

CBA

미국 (A Lathrop)

Castle’s mice (미국)

Swiss mice(Helvetian origin)

C3H BALB/c NOD

ICR

FVBSJL C57BL/6129 DBA CAST

아시아유래

(태국)

중국

일본

영국

CC LittleFancie

rs (

pet)

마우스 이동 기록 기준

주요 inbred 마우스의 유래 (2)

• M.m. musculus type

Ø A/J, AEJ/Gn, AU/SsJ, BALB/cJ, Ø BDP/J, BXSB/MpJ, CBA/J, CE/J, Ø C3H/HeJ, C57BL/6J, DA/HuSn, DBA/2J, Ø HRS/J, HTG/Go, I/Ln, LP/J,Ø NZB/BlN, NZW/Lac, P/J, RIIIS/J, Ø SB/Le, SEA/Gn, SEC/1ReJ, SF/Cam, Ø SK/Cam, SM/J, WB/ReJ, WC/ReJ, Ø YBR/Ei, 129/J.

• M.m. domesticus type

Ø AKR/J, BUB/J, MA/MyJ, PL/J, Ø RF/J, SJL/J, ST/bJ, SWR/J, Ø SWV.

Y chromosome 기준

주요 실험용 마우스의 Family tree (SNP 기준)

Petkov PM et al, Geneme Res 2004 (14)1806

1638 SNP

주요 실험용 마우스의 특징

• C3H (중-일-영-Castle’s mice)• Origin:

Ø Bagg albino 암컷과 DBA 수컷의 교배에서 mammary tumours 다발하는 계통 선정

• (전체적 특징)

Ø 비 SPF 상태에서 1년내 mammary tumours 암컷 90% 이상 발생, 수컷은 1% 이내

- 환경요인에 따라 종양 발생까지의 평균기간 다양 (276-566일)

Ø SPF 상태: 비교적 낮게 mammary tumours 발생 rare since 'SPF' animals)

Ø 행동연구에 주의하여 사용: rd (retinal degeneration) 유전자로 인해 6주령에 시각상실

Ø 수명: 중간정도 ( M: 590일, F: 676일)

Ø 성격: 낮은 공격성, 낮은 탐색능, 좋은 단기기억과 나쁜 장기 기억

• C3H/He

Ø 유래: 1941년 Heston, 현재는 전세계에서 가장 많이 사용하는 substrain 중의 하나

Ø 비 SPF 상태에서 11개월령에서 90% 정도 mammary tumour 발생

Ø SPF 상태에서 hepatoma 가 높은 비율로 발생

• C3H/HeJ

Ø 유래:1947년 Heston에서 Jackson Lab으로 이동

Ø B-cell이 감소되어 있어서 endotoxin에 대해 낮은 면역반응


• CBA (중-일-영-Castle’s mice)

• Origin:

Ø Bagg albino 암컷과 DBA 수컷 교배에서 낮은 mammary tumour 발생 계통 선정

• 전체적 특징

Ø (번식) 양소한 번식능력: litter size 5.8, 단, (N substrain은 번식능력 낮음)

Ø DBA/2 수컷와 교배시 태아흡수율 높음. 그러나 BALB/c 비장세포로 면역시 급격히 감소됨(면역을 통한 태아사망 모델)

Ø 낮은 공격성, 공격적인 상대를 만나면 Social grooming 높음, 활동성(단독시 낮고, group시 중간)

Ø 수명: 중간((J strain) 비 SPF: F-527일, M-486일; (Ca strain) SPF: F-825일, M-486일),

Ø 높은 종양 발생률(J strain, M-29%, F-55% (lymphoma, mammary/ lung tumor, leukemia)

Ø High fat/cholesterol diet에도 동맥경화 유발에 저항성

Ø Urethane-induced lung tumour에 저항성

Ø 발암물질(DMBA)투여시 leukemia, 간 종양 발생에 민감

Ø X- 선 조사에 민감

Ø 면역반응 양호


• BALB/c (중-일-영-Castle’s mice)• Origin: Albino, 1913년 stock 확보


Ø 양호한 번식 (litter size 5.2), 긴 번식 수명

Ø 낮은 mammary tumour 발생율 (그러나 C3H와 함께 키우면 (virus 보유계통) 고율 발생)

Ø 미네랄오일 투여시 plasmacytomas 발생 - monoclonal antibody 생산에 활용

Ø 3개의 주요 substrain이 수립됨: mutation 또는 잔존 heterozygosity (유전적 오염이 아님)

• BALB/cHeAn

Ø 1932년 Snell 1935년 He (현재: By, AnN, HeA and AnPt substrain의 조상)

Ø J substrain 에 비하여 매우 비 공격적 성격

• BALB/cJ

Ø 1940년 Jackson Lab. 매우 공격적(수컷 지속적 싸움). 1952년 비공격적인 Lac substrain 분리

• BALB/cRl

• 1937년 Green, 1948년 Russell

• 4주령에 DMBA투여에 uterine tumour 발생, s following treatment with DMBA at 4-weeks of age, methylnitrosourea 투여에 피부종양 발생, DMBA 투여에 leukemia 발생/간종양 저항성


• FVB

• Origin:

Ø 1935, NIH outbred N:GP 로부터 유래,

Ø 1966-70년대 pertussis vaccination에 민감한 계통 중에서 Fv1b allele을 가지므로 FVB 명명


Ø 매우 양호한 번식

Ø 유전적으로 가까운 substrain: C57BL/6, C57BL/A, C57BL/GrFa, C57BL/10

Ø 유전적으로 먼 substrain: C57BLKS (DBA 혼합)

Ø Transgenic 마우스 제작에 많이 이용: Fertilized egg가 크고 뚜렷한 전핵(pronuclei) 나타냄

Ø C57BL/6 x SJL F1 hybrids 도 C57BL/6 보다 Tg 제작에 유리한 특징 가짐

Ø TPA등 발암물질로 papilloma의 initiation은 둔감하나, carcinoma로의 progression은 잘 됨


• NOD, NON (Swiss mice-ICR)

• Origin:

Ø 1980년 Jcl:ICR 마우스 유래의 CTS계통 6세대에서 당뇨(diabetes: high fasting blood glucose)를 나타내는 계통 선정하여 NOD로 명명

Ø 13세대에서 비당뇨(non-diabetic substrain)을 NOD로부터 분리하여 NON으로 명명

• NOD

Ø 양호한 번식(큰 litter size)

Ø NOD 암컷 약 80%, 수컷 약20%가 (30주령 기준) insulin-의존성 당뇨 발생(환경 의존성)

Ø NOD 마우스는 IFN-g 생산이 비정상

Ø Lymphoid cells은 다른 마우스 계통에서 apoptosis를 유발하는 signal에 저항성 나타냄

Ø C5-보체 결핍(Hc0)


• C57BL/6http://www.informatics.jax.org/inbred_strains/mouse/STRAINS.shtml

• Origin:

Ø Mus musculus (6.5% genome from M. spretus


Ø 양호한 번식(Litter size 6.2, 길고 규칙적인 oestrus cycles (↔ DBA/2, C3H/HeJ)

Ø 수명 평균 800일(수), 750일(암) (SPF에서 최대 1200일)

Ø 유전적 근친 substrain: C57BL/6, C57BL/A, C57BL/GrFa, C57BL/10

Ø 유전적 먼 substrain: C57BLKS (DBA 혼합)

Ø 알코올 좋아하나 알콜금단현상 은 낮음, 높은 활동성,

Ø 수두증 발증 높음(4%), 낮은 mammary tumor/lung adenoma/다지증

Ø High fat diet 20주 급여시 동맥결과 병변 잘 발생

Ø 자연적 청각변성 높음(young adulthood), 소음성 난청에도 민감 (↔ CBA/J)

Ø 혈당이 비교적 높음

Ø Methylcholanthrene 경구투여시 lymphoma 고율 발생

Ø 1, 2-dimethylhydrazine 투여시 대장암 낮은 발생

Ø autoimmune prostatisis 유발 잘됨 (↔ BALB/c)

Ø Anaphylactic shock에 저항성

Ø A/J 계통보다 Listeria monocytogenes 에 100배 높은 저항성


• 129

• Origin:

Ø 영국 stock x Castle chinchilla 교배에서 유래,

Ø 129SvJ 는 25% 미지 유전적 오염 존재

Ø 털빛은 substrain별로 다르나, 대부분 white-bellied aouti (Aw)


Ø 긴 수명, 낮은 종양 발생율

Ø testicular teratomas 자연발생율 높음, p53-KO마우스에서 teratoma 발생증가

Ø 유전자변형 마우스 targeted mutations 제작에 많이 사용- ES cell 수립 용이

Ø 낮은 번식능력(litter size 4.5)

Ø 비교적 낮은 기억학습 능력

Ø 3-methylcholanthrene 의한 종양 유발 어려움

Ø human monoclonal anti-DNA antibodies로 Experimental systemic lupus erythematosus 유발됨

129 마우스 약칭 및 털빛

129 Substrain 명 (이전 명칭) 약칭 Phenotype

129P1/ReJ, (129/ReJ) 129P1 white-bellied, pink-eyed, light chinchilla (light tan)

129P2/OlaHsd, (129/OlaHsd) 129P2 white-bellied, pink-eyed, light chinchilla (light tan)

129P3/J, (129/J) 129P3 white-bellied, pink-eyed, light chinchilla (off-white) or albino orwhite-bellied, pink-eyed, light chinchilla (light tan)

129X1/SvJ, (129/SvJ) 129X1 white-bellied, pink-eyed, light chinchilla (off-white) or albino orwhite-bellied, pink-eyed, light chinchilla (light tan)

129S1/Sv-Oca2+ Tyr+ KitlSl-J, (129/Sv-p+ Tyr+ KitlSl-J/+), (129/Sv-+p +Tyr-cMgf Sl-J/+) 129S1 white (or light)-bellied agouti, coat color dilution,

variable white spotting

129S1/SvImJ, (129S3/SvImJ) , (129/SvImJ) , (129/Sv-p+ Tyr+ Kitl+/J), (129Sv-+p +Tyr-c + Mgf-SlJ/J) 129S1 white (or light)-bellied agouti

129S2/SvPas, (129/SvPas) 129S2 white (or light)-bellied agouti129S4/SvJae , (129/SvJae) 129S4 white (or light)-bellied agouti129S5/SvEvBrd, (129/SvEvBrd) 129S5 white (or light)-bellied agouti129S9/SvEvH, (129/SvEv) white (or light)-bellied agouti129S6/SvEvTac, (129/SvEvTac) 129S6 white (or light)-bellied agouti129S7/SvEvBrd-Hprt1b-m2

(129/SvEvBrd-Hprtb-m2) 129S7 white (or light)-bellied agouti

129S8/SvEv-Gpi1c Hprt1b-m2/J(129/SvEv-Gpi1c Hprtb-m2@J) 129S8 white (or light)-bellied agouti

129T1/Sv-Oca2+ Tyrc-ch Dnd1Ter/+, (129/Sv-p+ Tyrc-c

h Ter/+@Na), (129/Sv-+p Tyrc-ch Ter/+@Na) 129T1 white (or light)-bellied chinchilla

129T2/SvEms, (129/SvEms-Ter+?) 129T2 white (or light)-bellied chinchilla129T2/SvEmsJ, (129/SvEms-Ter+?/J) 129T2 white (or light)-bellied chinchilla

• 129 마우스 약칭 및 털빛


• A

• Origin:

Ø 1921년 , Cold Spring Harbor와 Bagg albino 에서 무작위 번식 stock에서 유래 (BALB/c 연관)

Ø Substrain별 털빛은 주로 mutation으로 발생


Ø 수명은 중간

Ø Cortisone에 의한 선천성 cleft palate 다발

Ø 자연발생 lung adenomas 높음(J substrain 암컷 32%, He substrain 수컷 44%), 발암물질에의한 lung tumour 다발

Ø Mammary adenocarcinomata 다발 (J substrain: 처녀암컷 1%, 번식암컷 28%, He substarin: 번식암컷 54%)

Ø 중간 정도의 번식 능력 (litter size 4.4)

Ø 응용분야: cancer, 면역, general-purpose

Ø 낮은 공격성

Ø 발암물질 투여에 의한 폐종양은 민감하나, lekemika나 간종양은 둔감

Ø 자가면역 폐렴, 노화시 면역이상 발생, 신생아기 갑상샘 절제로 자가면역질환 발생


• DBA• Origin:

Ø coat color stock에서 유래, substrain간 털빛 차이는 mutation만으로 설명이 안됨.

Ø DBA/1 와 DBA/2는 너무 달라서 다른 strain으로 간주함


Ø 자연적 testicular teratomas 다발

Ø 유전변형마우스 (targeted mutation) 제작에 많이 이용됨

Ø 불량한 번식능력 (litter size 4.4 , 4.7 for D1, D2)

• (DBA/1)

Ø High food drive

Ø Mammary adenocarcinomas: (비SPF에서 번식암컷 90%, 처녀암컷 61%)

Ø 수컷은 낮은 종양발생

• (DBA/1)

Ø 낮은 알콜선호, 높은 알콜금단현상, group에서 낮은 이동성(개별상태 높음)

Ø Hippocampal dysfunction의 모델로 이용

Ø Mammary adenocarcinomas: (비SPF에서 번식암컷 72%, 처녀암컷 48%)

Ø 전체적 종양발생률: 수컷 15%, 암컷 49%


• SJL

• Origin:

Ø 1938-1943년 사이에 Jackson Lab으로 도입되어 1955년까지 번식된 3곳 유래의 Swiss Webster outbred stock 에서 유래


Ø 자발적 testicular teratomas 다발

Ø 유전자변형마우스(targeted mutation) 제작에 많이 이용

Ø 수컷간에 심한 공격성을 나타내며, 8주경에 공격성이 나타나며 4-5개월에는 어느 한쪽이 사망

Ø 비SPF에서 수명짧음(M-472일, F-395일)

Ø 13개월령 마우스의 90%에서 Reticulum cell sarcomas 발생

Ø 자발적 amyloidosis 다발 (싸움이 원인으로 판단)

Ø High metabolic rate, High systolic blood pressure

Ø 과배란유도호르몬(PMSG)에 대한 과배란 반응 저조

Ø 3-methylcholanthrene에 대한 피하종양 유발에 저항성

Ø experimental allergic encephalomyelitis (EAE) 유발에 민감하나 사망률은 보통


• NZB, NZO, NZC, NZW• Origin:

Ø 1930년 영국에서 미국으로 도입된 outbred 마우스에서 유래

Ø 1948년 NZB, NZO, NZC, NZX, NZY 등이 함께 inbred화 됨 (NZW는 별도 진행)

• NZB

Ø autoimmune haemolytic anaemia 발생, alloantigen Ly6C 결핍

Ø 면역복합체에 의한 사구체신염 신장병 발생 (최소 2개 유전자 관여, 하나는 NZC에도 존재)

• NZO

Ø Peyer's patches에 malignant lymphoma 다발 (15-20%)

Ø 매우 비만: 주로 복부지방 축적이 4 주령에 시작하여, 지방이 체중의 50-75% 차지

Ø 고혈당(Hyperglycaemic)이지만 고인슐린혈증(hyperinsulinaemic)은 아님

• NZC

Ø 난소의 granulosa cell tumour 다발

Ø 자연발증의 hydronephrosis 다발 (M-56%, F-81%)

• NZW

Ø 공격성 높아 6-8주령부터 수컷들 싸움시작. 활발한 갈아먹는 활동, 암수 모두 긴 수명

마우스 명명법- 유전자변형마우스 기본 정보 보는 법

마우스 계통 - 유전자표기 / 기관표기

C57BL/6J - /Fyntm1Sor J

uDB마우스, db/db 마우스, Lepr KO마우스

B6.BKS(D)-Leprdb/J

BKS.Cg-Dock7m +/+ Leprdb/J

BKS.Cg-Leprdb Nos3tm1Unc/RhrsJ

FVB.BKS(D)-Leprdb/ChuaJ

B6 x C57BLKS-Dock7m Leprdb Myo15sh2-J/J

B6.Cg-Dock7m Leprdb/+ +/J

BKS.Cg-Dock7m Leprdb/+ +/J

BKS.Cg-meaJ Leprdb +/+ + Dock7m/J

CBA.Cg-Dock7m Leprdb/+ +/J

D2.BKS(D)-Leprdb/J26

C57BL/6J - Fyntm1Sor / J

u유전자변형마우스 기본 정보- (Lab code)

Mouse(genetic background)

Mutant allele LabCode

ü 정의: Institute of Laboratory Animal Research (ILAR)에 등록한 code(기관, 실험실, 제작자)

ü 표기: 1-4개 문자로 구성, 첫글자만 대문자 이후모두 소문자 표기

27

C57BL/6J - Fyntm1Sor / J

u유전자변형마우스 기본 정보- (마우스 계통)

Mouse(genetic background)

ü 근교계 (Inbred)l Inbred

l Hybred

l Mixed inbred strains

l RI (Recombinant inbred) inbred strains

l RC (recombinant congenic) inbred strains

28

ü 비근교계 (Non-inbred)

l Out bred colony

l Closed coloney

l 근교계 (Inbred)

ü 정의: 형매교배 20세대 이상 연속교배

ü 표기: 대문자로 표기

ü 구성: 문자와 숫자 또는 문자와 숫자의 조합 (예, DBA, C57BL, 129 등)

ü 세대수 표기: 계통명 뒤에 괄호안에 표기 (예, ACI/N (F159), C3H/HeJ-ruf (F?+25)

ü 공통조상, 관계를 나타내는 심볼사용 예) NZB와 NZW, NOD와 NON)

ü Substrain :

- 20세대 이후 40세대 이전에 분리된 경우 잔존하는 heterozygosity로 인한 substrain 가능

- 공통조상에서 20세대 이상 지나면 mutation, genetic drift등에 의한 유전변이 발생가능

- 유전분석으로 branch간 차이가 발견되는 경우

- (표기) 슬래쉬(/) 이후에 substrain심볼(주로 LabCode) 표기,

- 2차 substrain: 슬래쉬(/) 없이 substrain심볼(주로 LabCode)만 표기 (유전적 차이 누적)

근교계 마우스 (1)

29

u 대표적인 근교계 및 약칭

Strain Abbreviation Strain Abbreviation

129P3/J 129P3 C57L/J L

129S1/SvImJ 129S1 CBA/CaGnLe CBACa

A/HeJ AH3 CBA/J CBA

A/J A C3H/HeJ C3

AKR/J AK C3HeB/FeJ C3Fe

BALB/cByJ CBy DBA/1J D1

BALB/cJ C DBA/2J D2

C57BL B NZB/B1NJ NZB

C57BL/6J B6J NZW/LacJ NZW

C57BL/6JEi B6Ei RIIIS/J R3

C57BL/10J B10 SJL/J SJL or J

C57BR/cdJ BR SWR/J SW

30

l Coisogenic strains ü 유래: muitation이 있는 유전자 부위만 다르고 기타 모든 영역이 동일한 경우ü 계통표기: Inbred와 동일

l Congenic strains ü 유래: donor계통의 마커를 기준으로 10세대 이상 특정 근교계(background strain, recipient 계

통)로 역교배(backcross) 한 경우(recipient genome 99.99%이상)ü 계통표기: (Recipient계통 약자).(doner 계통 약자), ü 예) C.129P-Il2tm1Hor

l Consomic strains ü 유래: 염색체 전체를 대상으로 congenic화 시킨 경우

예) C57BL/6J-Chr 1A/J

ü A/J 계통의 1번 염색체를 B6/J에 역교배한 congenic 계통

l Conplastic strains ü 유래: 핵내 genome 유래 계통과 세포질의 genome(미토콘드리아) 유래하는 계통이 다름

표기: NUCLEAR GENOME-mtCYTOPLASMIC GENOME

예) C57BL/6J-mtBALB/c

u근교계 마우스 (2)

31

u근교계 마우스 (3)

l Hybred

ü 정의: 두 근교계의 1세대는 유전적으로 동일 (주의: 추가적인 2세대 이후는 유전적 동일성 상실)

ü 표기: 대문자로 표기

예) D2B6F1 : 암컷 DBA2 수컷 C57BL/6J의 F1, 참고) 완전표기 (DBA/2N x C57BL/6J)F1

l Mixed inbred strains

ü 유래: 2개의 inbred 혼합시 (gene targeted ES cell à 타 inbred mouse, inbred화 초기 등)

ü 예) B6;129-Acvr2tm1Zuk (앞: Host strain, 뒤: Donor strain, 단순혼합의 경우 abc 순)

ü 예) STOCK -Acvr2tm1Zuk/Mb (3개 이상이 섞였을 때, 또는 불분명한 섞임이 있을 때)

ü 예) JIGR/Dn 새로운 inbred 완성시 새로운 명명 가능

(Atcay유전자의 ji 과 gr 대립유전자(allele)를 가지는 inbred)

ü 예) B6C3Fe a/a-Dh Dominant hemimelia (Dh)를 (B6 C3Fe a/a)F1 과 매세대 교배로 유지

l RI (Recombinant inbred) inbred strains

ü 유래: 2개의 inbred 계통을 교배하여 태어난 산자를 이용하여 20세대 이상 형매교배

ü 예) CXB: BABL/c x C57BL/6J (암컷 x 수컷) , 여럿 일때: BXD1, BXD2 등

l RC (recombinant congenic) inbred strains

ü 유래: 2개 inbred의 hybred를 한쪽 inbred (recipient)에 2회정도 역교배 후 형매교배로 inbred화

ü * inbredding 계산: ((역교배수(N) +1) x 2) + 형매교배수(F) = 20 이상 inbred로 간주

ü 예) CcS1, CcS2 등: BALB/c를 recipient로 STS를 donor로 만든 RC 라인 1, 라인 2 등.

32

uOutbred & Closed cloney

l Out bred colony

ü 유지: 유전적 다양성을 최대한으로 유지하기 위해 형매교배 등의 근친교배를 않함.

ü 장점: 저비용, 긴수명, 낮은 질병발생율, 다산성 등

ü 표기: 가지고 있는 기관명을 먼저 표기후 계통명 표기

예) Tac:ICR Taconic Farms에서 유지되고 있는 ICR outbred stock

Hsd:NIH Swiss Harlan Spraque Dawley에서 유지되고 있는 HIH Swiss outbred stock

l Closed coloney

ü 유래: 외부에서 도입되는 동물이 없는 상태로 제한적인 유전적 다양성을 가지는 는 상태로 유지되

면서, 형매교배를 하지 않고, 유전적 다양성을 최대화 하기 위한 선택적 교배도 실시하지 않는

coloney. 이것은 영구 번식방식을 기술하는 용어로이며 inbred에서 증식을 위해 1세대에서 친척

과 out-cross하는 것을 의미하는 것은 아님.

ü 장점: 어느 정도 균일한 상태의 유전적 background를 유지하면서도, 유지하기 어려운 어떤

mutation을 쉽게 유지하는 것이 가능

ü 표기: 유래가 되는 계통명과 (있는 경우) 유지하고 있는 mutation명, 뒤에 closed coloney를 의미

하는 [cc] 를 추가함

예) C57BL/6TacBmp4tm1Blh[cc] C57BL/6Tac inbred 에서 유래하며, Bmp4tm1Blh targeted

mutation를 가지는 closed coloney33

129P2-Fyntm1Sor / J

uCoisogenic strains

Fyn 유전자의 targeting을 129P2 유래의 ES cell 라인에서 mutation 실시/선발, 키메라 마우스와 129P2 마우스 교배로 GLT 수립하여 유지

Escell 수립,Fyn 유전자

KO

B6/J Blastocystinjection

키메라와129P2 wild type의

교배유전검사로Mutant 확인

129P2(wild type)

예시1)

34

uCoisogenic strains

C57BL/6J-Aqp2cph

성성숙 이전사망

연구자가알아서교배해라!!!

C57BL/6J strain에서 대립 유전자 Aqp2cph 를 가진 마우스(선천성 진행형 뇌수종이 발생하는 마우스)

* 유전형/표현형 표기 않함* 번식방식 표기 않함 (Homo는 어릴 때 폐사- het 유지해야 함)

예시2)

35

C.129P-Il2tm1Hor

uCongenic strains

예시1)

129P 계통에서 Il2 gene을 KO시킨 후, BALB/c로 역교배 한 congenic 계통

129P-Il2tm1HorBALB/c

N1

N2

N10

정의: 10세대 이상 특정 근교계로 역교배(backcross) 한 경우(99.99%)

표시: 두 계통 심볼 사이에 점(.) 삽입 (앞: recipient, 뒤: donor)

36

C.129P(B6)-Il2tm1Hor

uCongenic strains

예시2)

(괄호): 미약한 혼합이 있는 경우 : 129 ES cell line에서 Il2 gene을 KO시킨후, 키메라와 B6의 교배로 GLT를 확인한 후, BALB/c로 역교배 한

congenic 계통

BALB/c

ES cloneIl2tm1Hor

Mutant

N1

N2

N10

C57BL/6J

129P

ICRB6/J

37

uCongenic strains

B6.Cg-Kitw-44J Gpi1a예시3)

Cg : 3개 이상, 미상의 혼합이 있는 경우: C3H/HeJ의 Kit allele과 CAST/Ei의 Gpi1 allele을 C57BL/6 로 역교배 한 계통의 명명 예

CAST/Ei-Gpi1a

C3H/HeJ-Kitw-44J

(N10<)

(N10<)

B6/J

B6/J

B6.Cg-Kitw-44J Gpi1a

38

uConsomic/Conplastic strains 명명법

l Consomic strains ü 유래: 염색체 전체를 대상으로 congenic화 시킨 경우

예) C57BL/6J-Chr 1A/J

ü A/J 계통의 1번 염색체를 B6/J에 역교배한 congenic 계통

l Conplastic strains ü 유래: 핵내 genome이 유래하는 계통과 세포질의 genome이 유래하는 계통이 다름

표기: NUCLEAR GENOME-mtCYTOPLASMIC GENOME

예) C57BL/6J-mtBALB/c

Female BALB/cMale B6/J

Male Female

MaleFemale

Male Female (N10<)

39

uSegregating inbred strains

l Segregating strains ü 정의: 특정 allele또는 mutation이 heterozygote 상태로 유지되는 inbred strain

B6.Cg-m Leprdb/+ + m 과 Leprdb alleles 이 같은 염색체에 존재하며 wild type alleles은 반대쪽 염색체에존재 (in coupling)(DB: Wild, Het- 짙은 검은색, Hom- 옅은검은색)

B6.Cg-m +/+ Leprdb m 과 Leprdb alleles 이 서로 다른 염색체상에 존재(in repulsion)(DB: Wild: 옅은검은색, Het, Hom: 짙은검은색)

m Leprdb/+ +

m Leprdb/m Leprdb

m +/+ Leprdb

+ Leprdb/+ Leprdb

40

(m = Dock7)

u유전자

• Full name

• Symbol

u대립 유전자

• Symbol

Ø wild type (= 유전자 symbol)

Ø mutant type

41

u유전자변형마우스 기본 정보- (유전자 표기)

leptin receptor

Lepr

Lepr 또는 +

Leprdb

u 유전자변형 마우스

Spontaneous mutant 돌연변이 (DB, OB 등)

Induced mutant Chemical (ENU 등), UV, X-ray 등

Targeted mutant

Knock-out, Knock-in, conditional, ZFN, TALEN, CRISPR/Cas9 등

Non-targeted mutant

Transgenic, Gene trap 등

Genetically engineered mutation

42

Induced

u유전자변형마우스 기본 정보- (유전자 mutation)

l Mutants by ENU mutagenesisl Transgenic mutantsl Targeted mutants (Knock out/ Knock in)l Gene trap mutantsl Endonuclease mediated mutants

유전자 변형 종류

43



44

1세포기 수정란



45

ESC

상실기~포배기 수정란(Blastocyst)

Electroporation



46

Electroporation



Cas9/gRNA

M

M M M 47

Microinjection

1세포기 수정란

l 유전자심볼

ü Gene symbol: 유전자명을 간단히 나타내는 표기

- 로마문자와 숫자로 구성

- 대문자로 시작 예외) 열성 대립유전자의 표기

- 이탤릭체 사용 예외) native genome이 아닌 Transgene 의 표기

- 대립유전자 표기는 윗첨자 사용

l LabCode 사용

ü 표기: 마우스 계통 작성에 사용한 것과 동일

u유전자 표기

48

u돌연변이 대립유전자

l 표현형만으로 구분되는 mutation의 표기방식:

ü 열성 유전일 때 : 소문자로 시작

예) recessive spotting, rs; abnormal feet and tail, Aft; circling, cir

ü 같은 표현형을 가지는 2개 이상의 라인이 있을 때 : 연속번호 부여

예) agil2J : agitans-like (agil) 유전자, Jackson Lab에서 동정한 두 번째 대립유전자

ü Transgene이 삽입되어 생긴 mutant의 경우 : 윗첨자로 표기

l 유전자가 동정된 mutation의 표기방식:

ü 동정된 유전자명에 위첨자로 표현형 표기(대소문자 표기는 이전 그대로)

예) Grid2ho ß glutamate receptor에 생긴 hotfoot (ho) mutation 대립유전자

ü 유전자에 복수의 대립유전자가 있어서 윗첨자를 포함하는 allele에 추가로 생긴 mutation의 경우

예) Grid2ho-cpr ß creeper (cpr) mutation , 윗첨자로 “-” 뒤에 추가

ü Wild type 대립유전자를 구분하여 표기하고자 할 때

예) Kit+ ß 윗첨자로 “+” 첨가

49

l Knock-out mutation:

예시) Cftrtm1Unc

유전자심볼

연속번호 LabCode유전조작 방법

예시) En1tm1(Otx2)Wrst

유전자심볼

연속번호 삽입유전자유전조작 방법 LabCode

uGene targeted mutation (1)

l Knock-in mutation:

50

l Gene targeted Conditional mutation:

예시)Original Tfamtm1Lrsn

유전자심볼

연속번호유전조작 방법 LabCode

X cre(GLT mutation)

Mutant Tfamtm1.1Lrsn

유전자심볼

연속번호.#유전조작 방법 LabCode


51

Mutant를대규모로

만드는 경우

Gstm3tm1(KOMP)Vlcg

연속번호유전조작 방법 프로젝트명

l Gene targeted (Knock-out, Knock-in, Conditional) mutation의 표기방식:

LabCode

간단한 표기

Gstm3tm1Vlcg



52

u IKMC mutation: Targeted Knockout First, Reporter-tagged Insertion with

Conditional Potential (conditional-ready)

IKMCMutant

LacZ

FRT loxP

[B]cre Cretical Exon[A]flp

LacZ

FRT FRTloxP loxP

SA pA pA

neo

Original allele, tm1a type : Lrrc2tm1a(EUCOMM)Wtsi

Lrrc2tm1c(EUCOMM)Wtsi Lrrc2tm1b(EUCOMM)Wtsi

[C]cre

loxP

Lrrc2tm1d(EUCOMM)Wtsi

loxP

loxP loxP

53

tm1b type

tm1c type

tm1d type

E1 E2 E3 E4

E1 E2 E3 E4

E3 E4E1

E1 E3 E4

l TALENs, CRISPR, CAS9 등 mutation의 표기방식:

예시) Fgf1em1Mcw

유전자심볼


uEndonuclease mediated mutation

54

신규 유전자의경우

(신규명명) Gt(ROSA)26Sor

연속번호유전조작 방법 LabCode괄호안 벡터명

uGene trap mutation 표기 (1)

l Gene trap 으로 동정된 gene trap loci

ü 표기: 위치가 특정되면 명칭 부여

ü 형식: Gt(벡터명)연속번Labcode

ü 나중에 해당위치의 유전자가 확인되면 명칭 변경

나중에 유전자가확인된 경우

해당 대립유전자명

Ntn1Gt(ST629)Byg

Gt(ST629)Byg

55

l Gene trap mutation의 표기방식:

uGene trap mutation 표기 (2)

알려진 유전자의경우

Akap12Gt(ble-lacZ)15Brr

유전자심볼


벡터구조or 벡터명or ESC 명

56

uTransgene 표기 (1)

l Random insertion

예)

Tg(Zfp38)D1Htz

유전조작 방법 LabCode괄호안 유전자심볼 연속번호

Double transgene

Tg(HLA-B*2705, B2M)33-3Trg

유전조작 방법 LabCode두 유전자 심볼 연속번호

* 삽입유전자가 동일하면 구조가 달라도 동일유전자심볼 사용57

Mouse gene

Human gene

uTransgene (2)

Tg(Wnt1-LacZ)206Amc

유전조작 방법 LabCodePromoter-transgene 연속번호

l Promoter표기가 필요한 경우 (reporter gene 등)

l Fusion gene의 경우

Tg(TCF3/HLF)206Amc

유전조작 방법 LabCodeTransgene1/transgene2 연속번호

58

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