Штамм (биология)
В биологии штамм . является генетическим вариантом, подтипом или культурой биологическом виде в Штаммы часто рассматриваются как искусственные концепции, характеризующиеся конкретным намерением генетической изоляции. [ 1 ] Это наиболее легко наблюдается в микробиологии , где штаммы получены из одноклеточной колонии и обычно карантин в результате физических ограничений блюдо Петри . Штаммы также обычно относятся к вирусологии , ботанике и грызунами, используемым в экспериментальных исследованиях . [ Цитация необходима ]
Микробиология и вирусология
[ редактировать ]Говорят, что «в обществе вирусологии нет общепринятого определения для терминов« штамм »,« варианта »и« изолята », и большинство вирусологов просто копируют использование терминов от других». [ 2 ]
Штамм является генетическим вариантом или подтипом микроорганизма (например, вирус , бактерия или гриб ). Например, «штамм гриппа» является определенной биологической формой вируса гриппа или «гриппа». Эти штаммы гриппа характеризуются их различными изоформами поверхностных белков. Новые вирусные штаммы могут быть созданы из -за мутации или обмена генетическими компонентами, когда два или более вирусов заражают одну и ту же клетку в природе. [ 3 ] Эти явления известны соответственно как антигенный дрейф и антигенный сдвиг . Микробные штаммы также могут быть дифференцированы по их генетическому составу с использованием метагеномных методов для максимизации разрешения внутри видов. [ 4 ] Это стало ценным инструментом для анализа микробиома . [ Цитация необходима ]
Искусственные конструкции
[ редактировать ]Ученые изменили штаммы вирусов, чтобы изучить свое поведение, как в случае вируса гриппа H5N1 . Хотя финансирование для таких исследований иногда вызвало противоречие из -за проблем безопасности, что привело к временной паузе, оно впоследствии продолжалось. [ 5 ] [ 6 ]
В биотехнологии были построены микробные штаммы для установления метаболических путей, подходящих для лечения различных применений. [ 7 ] Исторически, основные усилия метаболических исследований были посвящены сфере производства биотоплива. [ 8 ] Escherichia coli является наиболее распространенным видом для инженерии прокариотических штаммов. Ученым удалось установить жизнеспособные минимальные геномы, из которых могут быть разработаны новые штаммы. [ 9 ] Эти минимальные штаммы обеспечивают почти гарантию того, что эксперименты на генах за пределами минимальной структуры не будут осуществляться несущественными путями. Оптимизированные штаммы E. coli обычно используются для этого приложения. E. coli также часто используется в качестве шасси для экспрессии простых белков. Эти штаммы, такие как BL21, генетически модифицированы для минимизации активности протеазы, что обеспечивает потенциал для высокоэффективного производства белков промышленного масштаба . [ 10 ]
Штаммы дрожжей являются наиболее распространенными субъектами эукариотической генетической модификации, особенно в отношении промышленной ферментации . [ 11 ]
Растения
[ редактировать ]Термин не имеет официального статуса ранжирования в ботанике; Термин относится к коллективным потомкам, произведенным от общего предка, который имеет единый морфологический или физиологический характер. [ 12 ] Штамм - это назначенная группа потомства, которые либо происходят от модифицированного растения (производится обычным размножением или биотехнологическими средствами), либо что является результатом генетической мутации. [ Цитация необходима ]
Например, некоторые штаммы риса производятся путем вставки нового генетического материала в рисовое растение, [ 13 ] Все потомки генетически модифицированного рисового растения представляют собой штамм с уникальной генетической информацией , которая передается более поздним поколениям; Обозначение штамма, которое обычно представляет собой число или официальное название, покрывает все растения, которые спускаются от первоначально модифицированного растения. Растения риса в штамме могут быть выведены на другие штаммы риса или сорта , и, если желаемые растения производятся, они дополнительно разводятся для стабилизации желаемых признаков; Стабилизированные растения, которые можно распространять и «сбыться» (остаются идентичны родительскому растению) получают название сорта и выпущены в производство, которое будет использоваться фермерами. [ Цитация необходима ]
Грызуны
[ редактировать ]
Лабораторный штамм мыши или крысы - это группа животных, которая является генетически однородной. Штаммы используются в лабораторных экспериментах. Штаммы мыши могут быть инбредными , мутированными или генетически модифицированными , в то время как штаммы крыс обычно инбредь . Полученная популяция грызунов инбреда считается генетически идентичной после 20 поколений сестер. Многие штаммы грызунов были разработаны для различных моделей заболеваний, и они также часто используются для тестирования токсичности лекарств. [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]
Насекомые
[ редактировать ]Общая фруктовая муха ( Drosophila melanogaster ) была одним из первых организмов, используемых для генетического анализа , имеет простой геном и очень хорошо понят. Он оставался популярным модельным организмом по многим другим причинам, таким как простота его разведения и обслуживания, а также скорость и объем его воспроизведения. Были разработаны различные специфические штаммы, в том числе безлетная версия с замедленными крыльями (также используемыми в торговле домашних животных в качестве живой пищи для небольших рептилий и амфибий). [ Цитация необходима ]
Смотрите также
[ редактировать ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Dijkshoorn, L.; Урсинг, BM; Урсинг, JB (2000). «Штамм, клон и виды: комментарии по трем основным понятиям бактериологии» . Журнал медицинской микробиологии . 49 (5): 397–401. doi : 10.1099/0022-1317-49-5-397 . PMID 10798550 .
- ^ Kuhn, Jens H.; Бао, Йиминг; Бавари, Сина; Беккер, Стефан; Брэдфут, Стивен; Бристер, Дж. Родни; Букрайев, Александр А.; Чандран, Картик; Дэйви, Роберт А.; Дольник, Ольга; Дай, Джон М.; Enterlein, Sven; Хенсли, Лиза Э.; Хонко, Анна Н.; Джарлинг, Питер Б.; Джонсон, Карл М.; Кобингер, Гэри ; Лерой, Эрик М.; Lever, Mark S.; Мюльбергер, Элке; Netesov, Sergey v.; Олингер, Джин Г.; Паласиос, Густаво; Паттерсон, Джин Л.; Paweska, Janusz T.; Питт, Луиза; Радошицки, Шели Р.; Сапфир, Эрика Оллманн; Смитер, Софи Дж.; Swanepoel, Robert; Таунер, Джонатан С.; Ван дер Гроен, Гвидо; Волчков, Виктор Э.; Wahl-Jensen, Виктория; Уоррен, Трэвис К.; Вейдманн, Манфред; Никол, Стюарт Т. (2012). «Номенклатура вируса ниже уровня видов: стандартизированная номенклатура для естественных вариантов вирусов, назначенных семейству Filoviridae» . Архив вирусологии . 158 (1): 301–311. doi : 10.1007/s00705-012-1454-0 . ISSN 0304-8608 . PMC 3535543 . PMID 23001720 .
- ^ Yong, Ed (2013). «Ученые создают гибридный грипп, который может подняться в воздух». Природа . doi : 10.1038/nature.2013.12925 . S2CID 181077199 .
- ^ Маркс, Вивьен (2016-04-28). «Микробиология: дорога к идентификации уровня напряжения» . Природные методы . 13 (5): 401–404. doi : 10.1038/nmeth.3837 . PMID 27123815 .
- ^ Батлер, Деклан (2012). «Ученые требуют 60-дневной приостановки исследований мутантного гриппа». Природа . doi : 10.1038/nature.2012.9873 . S2CID 84203734 .
- ^ «Мутантный грипп» . Nature News Special . Получено 21 апреля 2019 года .
- ^ Lee, Sang Yup (2012-11-16). «Метаболическая измененная и синтетическая биология в развитии штамма» . ACS Синтетическая биология . 1 (11): 491–492. doi : 10.1021/sb300109d . PMID 23656224 .
- ^ Лю, Тянганг; Хосла, Чайтан (2010-11-03). «Генетическая модификация Escherichia coli для производства биотоплива». Ежегодный обзор генетики . 44 (1): 53–69. doi : 10.1146/annurev-genet-102209-163440 . ISSN 0066-4197 . PMID 20822440 .
- ^ Спел, Бонг Хён; Choe, donghui; Ким, Сан Чанг; Чо, Байнг-Кван (2016-11-30). «Строительство минимального генома как шасси для синтетической биологии» . Эссе в биохимии . 60 (4): 337–346. doi : 10.1042/ebc20160024 . ISSN 0071-1365 . PMID 27903821 .
- ^ Чон, ч; Ким, HJ; Ли, SJ (19 марта 2015 г.). «Полная последовательность генома штамма Escherichia coli BL21» . Объявления генома . 3 (2). doi : 10.1128/genomea.00134-15 . PMC 4395058 . PMID 25792055 .
- ^ Steensels, Jan; Сноэк, Тим; Мерерсман, Эстер; Николино, Мартина Пикка; Voordeckers, Карин; Verstrepen, Kevin J. (2014-09-01). «Улучшение промышленных штаммов дрожжей: использование естественного и искусственного разнообразия» . Обзоры микробиологии FEMS . 38 (5): 947–995. Doi : 10.1111/1574-6976.12073 . ISSN 0168-6445 . PMC 4293462 . PMID 24724938 .
- ^ Usher, George (1996), Словарь Wordsworth of Botany , Ware, Hertfordshire: Wordsworth rewert, p. 361, ISBN 978-1-85326-374-3
- ^ Maugh II, Thomas H. (18 февраля 2008 г.). «Генетические гибридные рисовые штаммы - Los Angeles Times» . Los Angeles Times .
- ^ Андерсон, Марк С.; Bluestone, Jeffrey A. (2004-11-29). «Мышь Nod: модель иммунной дисрегуляции». Ежегодный обзор иммунологии . 23 (1): 447–485. doi : 10.1146/annurev.immunol.23.021704.115643 . ISSN 0732-0582 . PMID 15771578 .
- ^ Чон, Дон-Джу; Орсулич, Сандра (2011-01-24). «Модели мыши рака». Ежегодный обзор патологии: механизмы болезней . 6 (1): 95–119. doi : 10.1146/annurev.pathol.3.121806.154244 . ISSN 1553-4006 . PMID 20936938 .
- ^ Ян, Гуан; Чжао, Жизненный; Лю, Бинг; Шан, Юдзия; Ли, Ян; Чжоу, Хуимин; Цзя, Ли (2018). «Поддержка питания способствует выздоровлению в модели апластической анемии крысы путем усиления митохондриальной функции». Питание . 46 : 67–77. doi : 10.1016/j.nut.2017.09.002 . PMID 29290359 .