سلالة متماثلة

لتحليل ارتباط الصفات الكمية ، تُعدّ السلالات المُعاد تركيبها مفيدةً نظرًا لطبيعتها المتماثلة جينيًا، إذ يسمح التشابه الجيني للأفراد بتكرار تحليل موقع الصفة الكمية. يزيد التكرار من دقة نتائج تجربة التخطيط الجيني، وهو ضروري لصفات مثل الشيخوخة، حيث يمكن لتغيرات طفيفة في البيئة أن تؤثر على عمر الكائن الحي، مما يؤدي إلى تباين في النتائج. ^{[ 9 ]}

أحد أنواع السلالات المتماثلة وراثيًا التي طرأت عليها تغييرات أو طفرات طبيعية تجعلها مختلفة في موقع جيني واحد . ^{[ 10 ]} تُعدّ هذه السلالات مفيدة في تحليل التباين داخل السلالة المتماثلة وراثيًا أو بين السلالات المتماثلة وراثيًا، لأن أي اختلافات ستُعزى إلى تغيير جيني واحد، أو إلى اختلاف في الظروف البيئية بين فردين من السلالة نفسها. ^{[ 9 ]}

يُعدّ استخدام سلالات ذبابة الفاكهة المُهجّنة ذاتيًا، وتحديدًا سلالات Gal4/UAS، أحد أبرز استخداماتها في الأبحاث. ^{[ 11 ]} يُعتبر Gal4/UAS نظامًا مُحفّزًا، حيث يُمكن التعبير عن Gal4 في أنسجة مُحدّدة في ظل ظروف مُحدّدة بناءً على موقعه في جينوم ذبابة الفاكهة . عند التعبير عن Gal4، يزداد التعبير عن الجينات التي تحمل تسلسل UAS خاصًا به، والتي لا توجد عادةً في ذبابة الفاكهة. هذا يعني أن الباحث يستطيع اختبار التعبير عن جين مُعدّل وراثيًا في أنسجة مُختلفة عن طريق تهجين سلالة UAS مرغوبة مع سلالة Gal4 تحمل نمط التعبير المطلوب. كما يُمكن تحديد أنماط التعبير غير المعروفة باستخدام البروتين الفلوري الأخضر (GFP) كبروتين يُعبّر عنه بواسطة UAS. تمتلك ذبابة الفاكهة، على وجه الخصوص، آلافًا من سلالات Gal4 ذات أنماط تعبير فريدة ومُحدّدة، مما يُتيح اختبار مُعظم أنماط التعبير داخل الكائن الحي. ^{[ 11 ]}

أدت الفترة التي سبقت الحرب العالمية الأولى إلى بدء التزاوج الداخلي في الجرذان على يد الدكتورة هيلين كينغ حوالي عام 1909، وفي الفئران على يد الدكتور سي سي ليتل في العام نفسه. وأسفر المشروع الأخير عن تطوير سلالة فئران DBA، المنتشرة الآن على نطاق واسع كسلالتين فرعيتين رئيسيتين هما DBA/1 وDBA/2، واللتان تم فصلهما في الفترة ما بين 1929 و1930. كادت فئران DBA أن تُفقد في عام 1918، عندما قضى مرض التيفوئيد الفأري على السلالات الرئيسية، ولم يتبق منها سوى ثلاثة فئران غير مسجلة النسب. بعد الحرب العالمية الأولى بفترة وجيزة، بدأ التزاوج الداخلي في الفئران على نطاق أوسع بكثير على يد الدكتور إل سي سترونغ، مما أدى بشكل خاص إلى تطوير السلالتين C3H وCBA، وعلى يد الدكتور سي سي ليتل، مما أدى إلى عائلة سلالات C57 (C57BL وC57BR وC57L). تم تطوير العديد من سلالات الفئران الأكثر شيوعًا خلال العقد التالي، وبعضها وثيق الصلة. تشير الأدلة من يشير تجانس الحمض النووي للميتوكوندريا إلى أن معظم سلالات الفئران المتماثلة الشائعة ربما تكون قد اشتقّت من أنثى واحدة للتكاثر منذ حوالي 150-200 عام.

"تم تطوير العديد من سلالات الفئران المتماثلة وراثيًا الأكثر استخدامًا خلال هذه الفترة، وقد طُوِّر بعضها على يد كورتيس ودونينغ في معهد أبحاث السرطان بجامعة كولومبيا. تشمل السلالات التي يعود تاريخها إلى ذلك الوقت F344 وM520 وZ61، ولاحقًا ACI وACH وA7322 وCOP. أدى عمل ترايون الكلاسيكي حول اختيار الفئران الذكية والفئران الخاملة في المتاهة إلى تطوير سلالتي TMB وTMD المتماثلتين وراثيًا، ولاحقًا إلى الاستخدام الشائع للفئران المتماثلة وراثيًا من قبل علماء النفس التجريبيين." ^{[ 8 ]}

بدأ جي إم روميل تجارب التزاوج الداخلي على خنازير غينيا عام 1906. وقد استُخلصت سلالتا خنازير غينيا 2 و13 من هذه التجارب، ولا تزالان مستخدمتين حتى اليوم. تولى سيوال رايت زمام التجربة عام 1915، وواجه مهمة تحليل جميع البيانات المتراكمة التي جمعها روميل. أبدى رايت اهتمامًا جادًا ببناء نظرية رياضية عامة للتزاوج الداخلي. وبحلول عام 1920، كان رايت قد طور طريقة معاملات المسار، التي استخدمها لاحقًا لتطوير نظريته الرياضية للتزاوج الداخلي. قدم رايت معامل التزاوج الداخلي F باعتباره الارتباط بين الأمشاج المتزاوجة عام 1922، وقد استُمدت معظم النظريات اللاحقة للتزاوج الداخلي من عمله. إن تعريف معامل التزاوج الداخلي الأكثر شيوعًا اليوم مكافئ رياضيًا لتعريف رايت. ^{[ 8 ]}

تتمتع سمكة الميداكا اليابانية بقدرة عالية على تحمل التزاوج الداخلي، حيث تم تربية أحد سلالاتها بين الأشقاء لمدة تصل إلى 100 جيل دون ظهور أي علامات على ضعفها نتيجة التزاوج الداخلي، مما يجعلها أداة مثالية للبحوث المخبرية والتعديلات الجينية. ومن أهم خصائص الميداكا التي تجعلها ذات قيمة في المختبر شفافية مراحل نموها المبكرة، كالجنين واليرقات والأسماك الصغيرة، مما يسمح بمراقبة تطور الأعضاء والأجهزة داخل الجسم أثناء نمو الكائن الحي. كما تشمل هذه الخصائص سهولة إنتاج كائن حي هجين باستخدام طرق جينية متنوعة، مثل زرع الخلايا في جنين نامٍ، مما يتيح دراسة سلالات الميداكا الهجينة والمعدلة وراثيًا في المختبر. ^{[ 15 ]}

على الرغم من وجود العديد من السمات في سمك الزيبرا التي تستحق الدراسة، بما في ذلك قدرتها على التجدد، إلا أن هناك عددًا قليلًا نسبيًا من سلالات سمك الزيبرا المتماثلة وراثيًا ، ربما لأنها تتأثر بانخفاض اللياقة الناتج عن التزاوج الداخلي بشكل أكبر من الفئران أو سمك الميداكا، ولكن من غير الواضح ما إذا كان من الممكن التغلب على آثار التزاوج الداخلي لإنشاء سلالة متماثلة وراثيًا للاستخدام في المختبر. ^{[ 16 ]}