鼠年话鼠丨“实验小白鼠”百年百变史:从近亲繁殖到基因编辑

时间:2022-12-23 13:20:54 | 浏览:199

2020年是农历鼠年,开启了新一轮十二生肖序列。这种小型哺乳动物,不仅在生肖中排行老大,论起在现代科学上的咖位,也是名列前茅。都说老鼠过街,人人喊打。“硕鼠硕鼠,无食我黍”的悲凉歌声在中国回荡千年,鼠疫也在中世纪的欧洲留下了“黑死病”的阴影

2020年是农历鼠年,开启了新一轮十二生肖序列。

这种小型哺乳动物,不仅在生肖中排行老大,论起在现代科学上的咖位,也是名列前茅。

都说老鼠过街,人人喊打。“硕鼠硕鼠,无食我黍”的悲凉歌声在中国回荡千年,鼠疫也在中世纪的欧洲留下了“黑死病”的阴影。那么,实验小白鼠有何特殊之处,倍受科学家青睐?

被荧光标记的实验鼠

诚然,一些品种的小白鼠非常经典,它们的“科研生涯”可追溯到数百代前的祖先,造成了大家对实验鼠的刻板印象。其实,各种毛色的老鼠都在为科学献身。

甚至,随着研究深入,科学家对实验鼠的要求走向多样化、精细化。从一开始的杂交、近交培育,到随机诱导基因突变,再到现在的精准基因编辑,百变实验鼠,为了人类的科学事业,承担了许多本不属于它们的人类疾病。

近亲“乱伦”的后代

一切开始于美国马塞诸塞州格兰比的一个农场。

20世纪初,退休教授艾比•拉斯洛浦(Abbie Lathrop)从中国、日本和欧洲的养鼠爱好者中收购不同品种的小鼠,并培育出了一些“新奇”的毛色,风靡一时。

哈佛大学生物学家威廉•卡斯尔(William Castle)也被这些“时髦”的啮齿动物吸引,他想到了孟德尔的遗传理论。

学过高中生物的读者应该还记得和孟德尔的豌豆们纠缠的日子,把或圆或皱、或黄或绿的豌豆不断杂交,依据后代的统计数字推测哪些基因是显性的,哪些是隐性的。

卡斯尔搞了一些小鼠版的孟德尔实验,奠定了在哺乳动物遗传学界的元老地位。要知道,此前鼠类只会应用在传统的解剖实验中。不过,随着和小鼠毛色有关的基因逐渐被研究透了,学界开始失去兴趣。

1909年,哈佛本科生克拉伦斯•库克•利特尔(C.C. Little)再次掀起波澜。为了在小鼠身上移植并研究肿瘤,他决心得到更为同质的小鼠品种。

在这里,要介绍一个叫“近亲系”的概念。如果你要研究某一种因素(如药物、饲料、环境)等对小鼠的影响,肯定要尽量控制小鼠的其他背景保持一致。

孟德尔研究的豌豆是一种自花传粉的植物,可以理解为自己和自己交配,在自然界得到的后代均为纯种,外表和基因完全对应,因此研究起遗传性状尤其便利。

但小鼠可不是。为了尽量得到遗传背景相似的小鼠,必须要在近亲之间不断繁殖,经过几代后越来越“纯”。

这样强制小鼠在兄弟姐妹间“乱伦”的行为招致了伦理争议,此外,包括卡斯尔在内的一些生物学家认为近亲繁衍的后代不够健康,科研价值也下降了。

无论如何,利特尔还是利用20代的近亲繁衍得到了一种名为DBA的近亲系,毛色为隐性的淡棕色。

DBA小鼠

很多人认为,这就是第一代现代意义上的实验小鼠。

走向诺贝尔奖

“近亲系”实验小鼠很快流行起来,有些繁衍到近日已经成为主流品系,比如著名的C57BL/6。作为全世界第一个完成基因组测序的小鼠品系,这种黑色小动物可以为许多突变基因提供遗传背景。

一只C57BL/6雌性小鼠

另一种也很常见的BALB/c则符合我们对实验小白鼠的所有想象:白色的毛发、红色的眼睛、圆润的身躯。

1912年,美国纽约纪念医院的哈希•巴格(Halsey J.Bagg)从俄亥俄州一鼠贩处购得一批野生的白化小鼠。BALB这个名字即Bagg与Albino(白化)两个词合成。

它们代代近亲繁衍,历经不少生物学家之手,其中就包括利特尔。1935年,BALB小鼠传到了美国遗传学家乔治•斯奈尔(George Snell)那里,后者把它们带到了位于缅因州的杰克逊实验室。

斯奈尔延续了利特尔关于小鼠肿瘤移植的研究,想知道为什么生物有时候会接受移植物,有时候又排斥。他利用两个近交系,反复回交(亲本与后代交配),每次都筛选表现出与亲本不同形状的后代,得到了只在一个位点上杂合的同源株。最终,斯奈尔找到了调节细胞表面免疫反应的相关基因,并以此获得了1980年的诺贝尔奖。

BALB/c小鼠

这是实验小鼠自DBA品系诞生后的又一高光时刻。培育到这一代,生物学家发现近亲系小鼠已经适用于各种各样的生物学实验,富有无限可能。

而杰克逊实验室也发生了传奇的演变。由于股市崩盘,缺乏资金的杰克逊实验室为了撑过大萧条时期,从一家研究机构变成了卖老鼠专门店,为研究者生产特需的实验鼠。

到了今天,每年都有300多万只小鼠从杰克逊实验室送往世界各地的研究机构,担当着现代癌症研究的主力。

大自然的惊喜

冷战时期,在核战阴影下,美国能源部开始研究低剂量核辐射对哺乳动物基因组的影响。

有了这个契机,人类对小鼠基因组的了解进一大步。后来,科学家们发现化学试剂能更有效地诱发小鼠基因突变,每年都能产生数千种新的突变类型。

不过,相比起人造随机突变,有时当“大自然的搬运工”反而收获更大的惊喜。

1962年,病毒流行病学家诺曼•格里斯特(Norman Grist)在格拉斯哥鲁希尔医院的病毒实验室里偶遇一只天然无毛的“裸鼠”,送到爱丁堡的动物遗传学研究所进行基因分析。

无胸腺裸鼠

寻找到致“秃”的基因后,研究人员还发现裸鼠没有胸腺,也没有T细胞或B细胞,可以说免疫防线天然有个大漏洞。这对小鼠本身来说自然是大不幸,但对异体移植来说却再好不过——不设防意味着不排斥。

不久后,它被移植进了人类肿瘤,使得科学家首次在非人类统中研究人类肿瘤和组织。

另一种常见的免疫缺陷SCID小鼠发现于1983年的美国费城福克斯詹士癌症中心。梅尔文•博斯玛(Melvin Bosma)当时正根据免疫球蛋白的变异性对小鼠血清分类,但却找不到和一只小鼠符合的同种抗免疫球蛋白。他随后意识到,这只小鼠没有免疫球蛋白。

一只SCID白化小鼠

插图:一只SCID白化小鼠

SCID小鼠们后来在癌症和免疫学研究方面身先士卒,科学家尤其期望能在它们身上寻找攻破艾滋病的方法。

定制小鼠

不论是诱导突变,还是当大自然的搬运工,还是离不开“随机”二字。贪心的科学家们,想要更为得心应手的工具:为特定医学问题量身定制的实验鼠。

1981年,剑桥大学遗传学家马丁•埃文斯(Martin Evans)等创造了第一个小鼠多能干细胞系,为转基因小鼠做好铺垫。美国犹他大学分子生物学家马里奥•卡佩奇(Mario Capecchi)和奥利弗•史密斯(Oliver Smithies)在此基础上制出第一批基因敲除小鼠,和埃文斯共享2001年拉斯克生物医学研究奖。

敲除基因后的过胖小鼠

再后来,就是基因魔剪CRISPR-Cas9横空出世,指哪打哪。

2013年,31岁的美国麻省理工学院教授张锋在《科学》上发表论文,宣布用CRISPR-Cas9系统首次实现对小鼠基因的编辑,并确认它能在几周内建立起小鼠的疾病模型。

癌症、艾滋病、镰刀状红细胞贫血症……,经典的人类疾病通过改写基因在小鼠身上重现,经受各类药物和技术的检验。

可以说,小鼠之所以能从斑马鱼、绵羊、猕猴等动物中脱颖而出,成为最流行的实验对象,绝不仅是因为它的基因组和人类一样拥有约2-3万个基因,相似度超过90%(毕竟,人和香蕉基因组的相似性都达到50%),也不只是因为它们繁殖快,个体小,易于饲养培育。

更重要的是,在过去百年中,它们的祖祖辈辈都献身科学,堪称“满门忠烈”,使得人类积累了对它们基因信息的理解,再难割舍。

相关资讯

股市风向标变了?吃药喝酒将不复存在,光伏能源再次领涨两市

梦若神机(49万)粉丝:下午有望反转,持股不动凸教授归来(53.3万)粉丝:震荡回调不惧,坚定看涨来自股市的猩猩(54.9万)粉丝:权重股明显下跌,可能震仓洗盘股侠钟超(68.8万)粉丝:未收评稀豹(39万)粉丝:下午或收中阳线看反弹以上就是大V们的个人看法,可以说明大盘的高位线始终没有明显突破的进展,似乎还在进行震荡平稳走势,尽管金融券商或者新能源等相继几日的暴涨依然没有上升,主力资金可能在进行压制目的就是困惑散户,等散户们觉得无望大涨了再进行拉高。

吹响冲锋号,牛市旗手异动,短线变盘要来了

大盘分析指数意外的连续走强,昨天领涨的创业板全天再涨17%,收盘成功突破30日线阻力。明天市场要震荡开始争夺3300这个压力位了,接下来就是看成交量以及券商能否继续发力。如果能突破的话,那接下来一段时间还会走出反弹行情,如果不行的话,估计就是回调了,不过也顶多是回踩后再反弹,最终的都是反弹,只是过程要曲折点罢了。

权益投资最多占30%,万亿“固收+”迎来大变局

Wind数据显示,截至2022年6月底,“固收”基金(按过去的计算方式,包括混合型一级债、混合型二级债、偏债混合型基金、可转债基金)的合计规模近25万亿元,而在2019年底,这一数字还不足万亿。其中,偏债混合型基金、二级债基就是这类产品最常见的基金类型。

阎焱:大变局下投资考虑的首要因素是风控而非回报

作为资深投资人,赛富亚洲投资基金创始管理合伙人阎焱表示,大变局下投资应该考虑的首要因素是风控,而不是回报,投资人需要降低投资回报的预期,把目光聚焦至从0到1的颠覆性原创技术。在我看来,风险投资的周期和宏观经济的周期不是一致的。

想变富,转思路:普通人致富的5大“生财秘诀”,助你告别贫穷

想变富,转思路:普通人致富的5大“生财秘诀”,助你告别贫穷当下这个时代,相信绝大部分的人感受就是钱难赚、钱不够用、钱不经花。说白了,作为普通人,要想变富首先必须改变思路。第五条:结交富人要想成为有钱人,就得靠近他们,把他们身上的优秀品质搬到自己身上来。

「开箱」茅台百年金奖辉煌开箱全过程

百年金奖辉煌,是为纪念1915年茅台获得巴拿马万国博览会金奖,并且完整继承了国宴茅台酒的所有优秀特征。在黄釉陶瓷酱瓶上,遒劲舒朗的“百年金奖辉煌”字样和巴拿马金奖百年专属标志展示出非凡的尊崇感。经常蹲守我们直播间的朋友应该不陌生。

茅台的“高空加油”式变革

加了约2%的53度飞天茅台酒的78g装茅台冰淇淋,售价59-66元,是茅台有史以来首次以“茅台”命名的非酒类食品产品。与微不足道的利润相比,茅台真正看中的是这些吃冰淇淋的年轻人。“i茅台”的运营模式,将经销商纳入整个服务流程,然后缩短渠道距离实现成本优化,提升代理渠道端的利润,还能进一步提升企业的渠道掌控力,与消费者展开更直接的互动交流。

茅台变了

8月3日,贵州茅台酒股份有限公司(以下简称“贵州茅台”)(600519)发布《2022年半年度报告》显示,今年上半年实现营业收入57617亿元,同比提升1738%;从废除拆箱令到推出12箱装产品,从“i茅台”APP研发上线到茅台冰淇淋点燃夏日,在丁雄军接任近一年的时间里,稳价、年轻化两手抓。

茅台销售渠道生变,给茅台今后带来什么策略?

茅台转变经营模式顺应了市场经济的市场机制,十八届三中全会上让市场经济占主导地位成为现在人们热议的话题。而在2021年半年报中出现了一个重要的“变量”:国内经销商为2096家,新增62家,减少12家,累计增加50。

茅台有没有崩掉的可能?它变了吗?

白酒的特质,越陈越香。酱香酒更是如此。大量茅台酒被储存下来,一年,三年,五年,十年,二十年,市场上的酒越来越多。所以,归根结底,茅台虚高不虚高,在于利润能不能翻番甚至翻两番。你没看到的是,茅台以价格违规等理由,已经砍掉超过三分之一经销商了,省出来的这三分之一的份额。

友情链接

天天财经元宇宙中国SEO域名抢注宝宝起名网网站监控晨光股份A股满江红电影影评网澳洲进口奶粉代购php编程知识自行车之家华为手机评测网梧州六堡茶官网洛阳新闻资讯网世纪数藏NFT宝宝起名字小米手机股票上饶新闻资讯网伟明环保A股南宁AI智能引流系统北京旅游资讯网江门新闻媒体网大族激光A股今日南阳湖州新闻头条网广东旅游网娱乐圈网信用卡申请中心丽江旅游网长空之王电影网SEO优化知识网周公解梦官网普吉岛旅游网摩托车机车网佛山照明灯饰网今日六安
生肖鼠运势网-生肖鼠一般指鼠,老鼠小巧玲珑、行动敏捷、灵活多变,子时老鼠胆量最壮,活动最频繁。生肖属鼠性柔和、坦成单纯、生肖鼠女 具有敏锐的直观、感觉来判断事物;生肖鼠男能力强、属性急功型,虚荣心强,常因异性之事而失败。 鼠年出生的人,为天贵星,性格十分的聪明伶俐,凡事宜有心德,此人志愿颇高,利欲心很强,颇有成就,且有积蓄财富,一生多幸福。
生肖鼠运势网 baolujin.cn©2022-2028版权所有