遺伝的交雑

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遺伝的交雑とは、二人の個体が意図的に交配し、子孫に遺伝物質が組み合わされることを意味します。 交配は、植物、酵母、ハエ、マウスを含む多くのモデル系で行うことができ、遺伝的プロセスを解剖したり、新しい形質を持つ生物を作成するために使用す

このビデオでは、遺伝的交雑の原理のいくつかを取り上げ、四分法として知られる交雑を行うための一つの方法を検討し、この技術のいくつかの適用

まず、遺伝的交雑を可能にする遺伝の基本原則を紹介しましょう。

生物の表現型、または形質の構成は、その遺伝的構成または遺伝子型によって影響される。 ほとんどの有性生殖生物では、親の世代は、それぞれの異なる染色体の一つのコピーを持っている一倍体配偶子細胞を生成します。 その後、これらは交配中に融合し、各染色体の二つの相同コピーを有する二倍体の子孫を産生する。 両方の染色体が同じ対立遺伝子、または遺伝子の変異型を含む場合、生物はその遺伝子座で「ホモ接合」であり、そうでなければ、それは「ヘテロ接合」である。”

サイクルを新たに開始するために、二倍体生物は再び減数分裂を介して一倍体配偶子を生成する。 このプロセスの間に、2つの相同染色体は、等価配列のビットが対の間で交換される「組換え」を受ける。 このプロセスは、各子孫によって継承された親対立遺伝子をシャッフルし、それによって遺伝的多様性を増加させる。

体系的な遺伝的交雑を最初に行った人物の一人は、”遺伝学の父”グレゴール-メンデルであった。 容易に操作されたエンドウ豆の植物を使用し、一貫した遺伝パターンを持つ一連の形質を調べることによって、メンデルは遺伝学の基礎を形成する3つの基本的な遺伝法則を導出することができた。

メンデルの第一法則は均一性の法則であり、二つのホモ接合個体の第一世代、すなわちF1世代のヘテロ接合子の子孫は、一方の親の表現型しか持たないと述べている。 この表現型を確立する対立遺伝子は「優性」と呼ばれ、「隠れた」対立遺伝子は「劣性」である。”我々は今、優位性の関係は、ヘテロ接合体がブレンドされた表現型を表現する不完全な優位性、および両方の表現型が表示されるcodominanceなどのケースで、多くの場

分離の法則では、1つの対立遺伝子が各配偶子にランダムに割り当てられると述べています。 ヘテロ接合体F1個体の自己受精からのF2子孫が3を表示することを観察することによって:1つの表現型比であるが、表現型優性個体のうちの二つは実際にはヘテロ接合体であることを、メンデルは、二つの親対立遺伝子は別々に継承されなければならないと推論した。 今日、私たちは、二倍体親の二つの相同染色体が一倍体娘細胞にランダムに分割され、それぞれが二つの対立遺伝子のいずれかを継承する減数分裂

メンデルの第三の法則は、個々の特性が独立して継承されることを述べている独立した品揃えの法則です。 減数分裂中に娘細胞に独立して分布する一倍体セットの別々の染色体上の遺伝子によって制御される形質に対してのみ絶対的な独立性が存在す 同じ染色体上の二つの遺伝子については、それらの間の距離は、それらが異なる相同染色体上に組換えされる可能性に反比例し、延長により、それらが同 したがって、二倍体生物の4つの減数分裂産物を分析することは、科学者が遺伝子の位置をマッピングする方法を提供する。

遺伝的交雑の原理を見直した後、テトラド解析のためのプロトコルを見てみましょう。

この技術は、典型的には、酵母などの特定の単細胞藻類または真菌に適用され、これらの種では単一細胞体内の”四倍体”として一緒に残っている四つの一倍体減数分裂生成物または胞子を解剖する。

酵母でテトラド分析を行うには、最初に適切な培地上で所望の株を増殖させる。 個々のコロニーからの酵母細胞は、例えば、新しいプレート上のクロスパターンで各株を縞状にすることによって、交尾することができます。 この版は選択的な媒体に十字の二倍体プロダクトだけ隔離するためにそれからレプリカめっきされる。

選択された二倍体細胞は、胞子形成および四倍体形成を誘導するために栄養不足の培地上で増殖される。 胞子の四面体を保持する構造であるasciは、酵素zymolyaseを含む溶液中で消化される。 消化後、個々のａｓｃｉは、４つの解剖顕微鏡を使用して操作される。 それらは成長の版の特定の位置で整理され、個々の胞子を解放するために破壊されます。 これらは、グリッドのようなパターンに配置することができます,各胞子は、さらに分析することができ、個々のコロニーを生成します.

テトラド解析がどのように実行されるかを知ったので、この手法の多くの応用や修正のいくつかを調べてみましょう。

四体の手動解剖は時間がかかり、研究者は四体のバーコード対応シーケンシングなどの高スループットの代替案を考案しました。 この方法では、酵母クロスの二倍体子孫は、プラスミドのライブラリーで形質転換され、その各々は、各子孫の識別子として作用する「バーコード」として知られる短 プラスミドはまた、gfpを発現し、酵母asciをフローサイトメトリーを介して選択し、寒天プレート上にソートすることができます。 Ａｓｃｉはプレート上で一斉に溶解し，胞子は小さなコロニーに成長させた。 コロニーは、その後、ランダムにジェノタイピングのための96ウェルプレートに配布されました。 ユニークな配列バーコードは、研究者が各四分体から胞子から生じた四つのコロニーをグループ化することができます。

遺伝子交雑は、多数の遺伝子欠失を有する酵母細胞を生成するためにも使用することができる。 グリーンモンスタープロセスでは、GFPによってマークされた異なる遺伝子欠失を運ぶ一倍体変異酵母が交配され、胞子形成されています。 これらの半数体の子孫は、両方の親から継承された欠失を運ぶそのうちのいくつかは、GFP強度は、特定の酵母株に存在する欠失の数と相関することが示された蛍光活性化フローサイトメトリーを介してソートされています。 次に、これらの選択された細胞を培養し、再交雑した。 このサイクルを繰り返すと、多数の欠失を含む酵母株が生成された。

最後に、マラリアを引き起こす細胞内寄生虫Plasmodiumのような多くのモデル系での使用に遺伝的交雑が適応されている。 寄生虫は他の細胞内でしか再現できないため、すべての交差ステップは、それぞれ寄生虫の天然宿主およびベクターであるマウスまたは蚊で実行され ここでは、マウスは、血液寄生虫の段階で二つのユニークなマラリア原虫株に感染しました。 寄生虫は、その後、血液供給を介して蚊に転送され、一度内部に彼らは二倍体接合体を形成するために受精する配偶子に成熟しました。 次に、成熟したスポロゾイトを蚊から採取し、ナイーブマウスに感染させるために使用し、そこで寄生虫を増殖させて、関心のある交差子孫を単離した。

あなたはjoveの遺伝的交配に関するビデオを見ただけです。 このビデオでは、遺伝の原理、いくつかの生物における遺伝的交雑を四分法解剖でどのように分析できるか、およびいくつかの現在の応用を紹介した。 いつものように、見てくれてありがとう！