FAQ

Häufige Fragen unserer Kunden

Speed congenics

Was ist Speed congenics?

Speed Congenics, auch als „Marker assisted selection protocol“ (MASP) bezeichnet, ist eine Methode zur beschleunigten Erzeugung von kongenen Mauslinien. Das sind solche, bei denen ein möglichst kleiner, definierter DNA-Abschnitt mit einem modifizierten Gen (im Weiteren als Target bezeichnet) von einem Donor-Stamm auf einen anderen Stamm (Rezipient) übertragen wurde. Der gesamte Rest des Genoms der kongenen Mauslinie besteht ausschließlich aus Rezipienten-DNA. Diese Übertragung erfolgt über eine schrittweise Rückkreuzung, bei der die Nachkommen einer Rückkreuzungsgeneration stets erneut mit Tieren des Rezipienten-Stammes verpaart werden. Von Generation zu Generation sinkt dadurch kontinuierlich der genomische Anteil an Donor-DNA.

Innerhalb jeder Rückkreuzungsgeneration werden zunächst diejenigen Individuen identifiziert, die das Target besitzen. Anschließend erfolgt bei diesen eine Genotypisierung mit Hilfe von 200 - 250 informativen STR-Markern (Short-Tandem-Repeats, Mikrosatelliten), die in regelmäßigen Abständen über alle Chromosomen verteilt vorliegen und zwischen Donor und Rezipient unterscheiden können. Für die Erzeugung der nächsten Rückkreuzungsgeneration wird das Tier eingesetzt, welches unter den Nachkommen bereits den höchsten genomischen Anteil des Rezipienten-Stammes aufweist. Dadurch lässt sich die Gesamtdauer der Rückkreuzung von ursprünglich 10 Generationen bei der klassischen Methode auf 5 – 6 Generationen verkürzen. Dies führt zu einer Zeitersparnis von 1-1,5 Jahren.

Sonderfall von Speed congenics: Rückkreuzung eines gemischten genetischen Hintergrunds auf einen definierten Inzuchtstamm.

Macht es einen Unterschied, ob man SMPs (Single Nucleotide Polymorphisms) oder STR-Marker für das Monitoring einer Rückkreuzung einsetzt?

Was ist die bessere Strategie, die Fokussierung auf das Chromosom mit dem Target, oder der für das Gesamtgenom insgesamt höchste Wert an Rezipienten-DNA?

Welche Angaben zum Projekt sollten vom Kunden zur Verfügung gestellt werden?

Was kann man tun, wenn der Integrationsort des Targets nicht bekannt ist?

Speed congenics bei Mauslinien mit zwei verschiedenen Targets (Doppelmutanten)

Weshalb werden für die Rückkreuzung ausschließlich männliche Tiere und keine weiblichen genotypisiert?

Die Ausnahme von der Regel: Speed congenics mit einem Target auf dem X-Chromosom

Muss die F1-Generation genotypisiert werden?

Ich habe ein Zuchtpaar des Donorstammes. Welche Verpaarungsstrategie sollte gewählt werden, oder kann man beide (Männchen und Weibchen) nutzen?

Während der Rückkreuzung muss die Fixierung der beiden Geschlechtschromosomen des Rezipienten-Stammes erfolgen. Sofern verfügbar, ist generell nur die Verpaarung eines weiblichen Donor-Tieres mit einem männlichen Rezipienten zu empfehlen. Damit wird erreicht, dass alle männlichen F1-Nachkommen bereits das korrekte Y-Chromosom des Rezipienten besitzen. Das X-Chromosom dagegen ist noch vom Donor. Mit der empfohlenen Strategie, dass ausschließlich männliche Nachkommen für die Weiterzucht eingesetzt werden, besitzen dann alle männlichen Tiere der N2-Generation bereits auch das X-Chromosom des Rezipientenstammes. Beide Geschlechtschromosomen besitzen dann ausschließlich DNA des Rezipienten (siehe nachfolgende Abbildung).

Fehler werden dagegen häufig mit dem Y-Chromosom gemacht, wenn das Donor-Tier männlich ist und kein weibliches Donor-Tier zur Verfügung steht. In diesem Fall muss das Y-Chromosom des Rezipienten erst noch eingekreuzt werden. Das wird sehr oft vergessen. Ein „falsches“ Y-Chromosom hat unter Umständen durch epigenetische Effekte erhebliche Auswirkungen auf den Phänotyp selbst bei weiblichen Nachkommen, was die experimentellen Ergebnisse einer Studie verfälschen kann. Die Fixierung des Y-Chromosoms sollte unbedingt mit der N2-Generation erfolgen, indem hierfür parallel mehrere Zuchtpaare angesetzt werden, mit weiblichen Target-positiven Tieren der F1-Generation und männlichen Rezipienten-Tieren. Alle männlichen Individuen der daraus entstehenden N2-Generation besitzen damit ausschließlich das richtige Y-Chromosom. Für die Durchführung der Rückkreuzung ab der N2-Generation werden nur noch männliche Tiere eingesetzt. Damit bleibt das korrekte Y-Chromosom des Rezipienten-Stammes bei allen Nachkommen erhalten. Wird dieser Zeitpunkt der Fixierung des Y-Chromosoms verpasst, so kann das später nur unter erheblichen Einbußen der Geschwindigkeit bei der Rückkreuzung erfolgen, da dann das eine beste Weibchen mit einem Rezipienten-Männchen verpaart werden muss und unter den 6-8 Nachkommen des Wurfes nur sehr wenige Target-positive, männliche Tiere zu erwarten sind (siehe Punkt: Weshalb werden ausschließlich männliche Nachkommen eingesetzt).

Weshalb kennzeichnet man die Rückkreuzungsgenerationen mit dem Buchstaben „N“ und nicht mit „F“?

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