Геном домовой мыши Mus musculus l.

Мелкие мыши без заметно выраженной специализации. Род насчитывает более 30 видов. Представители большинства европейских и средиземноморских таксонов имеют одинаковое диплоидное число хромосом 2n=40 и не изменяющийся по внешней морфологии хромосом кариотип (Соколов В. Е., 1969).

В качестве лабораторных животных мыши издавна служили предметом особо пристального внимания исследователей, поскольку они в больших количествах размножаются для биологических и медицинских опытов и находятся под наблюдением всей или большей части своей жизни. Мыши отличаются высокой плодовитостью, длительность их жизни меньше, чем у других лабораторных животных, благодаря чему имеется возможность получить три поколения в год. В настоящее время известно более 200 важнейших и наиболее распространенных линий и сублиний мышей. Все они выведены генетиками почти исключительно во всемирно известной Джексоновской лаборатории в США (The Jackson Laboratory, Bar Harbor, Maine) (Медведев H. H., 1990). Эта лаборатория возглавляет проект «Информатика генома мыши», который включает шесть баз данных: «Экспрессия генома мыши», «Биология новообразований у мыши», «Феном мыши» и др. В последней из них представлены фенотипические характеристики основных линий мышей. В базе данных геномов мыши описано более 1000 спонтанных мутаций, из них 128 охарактеризованы по нуклеотидным последовательностям ДНК. 56 мутантных генов (~45 %), вызывающих наследственные аномалии, имеют гомологичные гены у человека с соответствующими аномалиями. Из этих 56 мутаций 35 первоначально были обнаружены у мышей, а 21 — у человека, затем у мышей.

Переломным моментом развития геномики явилось опубликование в 2001 г. основных характеристик первого («чернового») варианта генома человека. На очередь встала проблема правильного и точного извлечения информации, закодированной у человека в 3 миллиардах нуклеотидов. Эта информация представляет собой каталог генов всех белков и РНК, а также регуляторных элементов, обеспечивающих экспрессию генов, структурных элементов, которые управляют функционированием хромосом и эволюционной историей человека. На этом уровне интенсивно используются общедоступные базы данных GenBank, EMBL. DDBJ и др., содержащие полные геномы сотен видов, генные и полипептидные последовательности, транскрипты, EST, SNP и т. д.

Другим реальным приближением к секретам генома человека является сравнительная геномика, так как в организации геномов человека и грызунов (мышь, крыса) обнаружен определенный параллелизм: многим кодирующим участкам генома человека соответствует гомолог в геноме мыши. Мышь является непревзойденной модельной системой для изучения генетики млекопитающих и болезней человека. За столетний период изучения генетики этого вида получены множество линий и сублиний, сотни спонтанных мутаций, разработаны методы изучения мутагенеза.

Секвенирование генома мыши проводилось Mouse Genome Sequence Consortium. в составе исследовательских центров США и Великобритании, а результаты опубликованы в декабре 2002 г. (Nature, 2002, vol. 420). В исследованиях использовались самки линии C57BL/6J. Размер генома мыши был на 14 % меньше генома человека — 2,5 млрд н. по сравнению с 2,9 млрд. н. Секвенированию подвергались эухроматические районы генома, включая X- и Y-хромосомы. Размеры 20 хромосом варьировали от 55 мегабаз (млн н.) (хромосома 19) до 183 мегабазы (хромосома 1). Суммарный размер эухроматиновой части генома составляет 2.373 мегабазы (2.373 млн. п.н.), а с учетом гетерохроматиновых сегментов — 2.493 мегабазы.

Около 90 % размера геномов мыши и человека представляли районы с сохранившейся синтенией, которая у обоих видов отражала порядок генов, полученный от общего предка. На нуклеотидном уровне у человека 40 % генома выстроены в том же порядке, как и в геноме мыши. Такой порядок расположения нуклеотидов в большинстве случаев отражает ортологические генные последовательности, также сохранившиеся в линиях от общего предка. Проект «Энциклопедия генома мыши» анализируется в Центре геномных наук RIKEN (Иокогама, Япония). По первоначальной оценке этого Центра, в геноме мыши имеется около 37 тыс. транскрипционных единиц, 20 тыс. которых представляют белок-кодирующие гены.

Предсказанное число транскриптов РНК у мыши составляет 28-29 тыс., у человека при первой оценке оно было 44,8 тыс., а при последующей (сентябрь 2002 г.) — 27 тыс. Число генов предсказано у мыши около 22 тыс., у человека первично — около 23 тыс. Среднее число экзонов на транскрипт и общее содержание экзонов на геном у обоих видов оценивалось около 200 тыс. При сравнении геномов этих видов выявлены значительные различия по локализации и количеству делеций и инсерций (вставок).

В процессе аннотирования генома мыши получено большое количество коротких секвенированных последовательностей к ДНК (EST). У разных линий мышей проводилось сравнение «снипсов» — SNP (single nucleotide polimorphisms — единичные нуклеотидные замены, полиморфизмы). Обнаружены длинные сегменты с разным уровнем полиморфизма, в результате создана база данных из 2 млн SNP в геномах 48 линий мышей. Проводится сравнительная линейная идентификация генных локусов, ответственных за болезни, а также за детерминацию количественных признаков.

Генетический анализ домовой мыши явился ценным вкладом в сравнительную геномику. Изучение других видов грызунов, обезьян, хищных — показывает, что геномы млекопитающих отличаются высокой степенью консервативности. Все это является основой для реализации проектов по картированию и аннотированию геномов сельскохозяйственных животных — свиней, крупного рогатого скота, овец, лошадей.