Штамм (биология) - Strain (biology)

В биологии , A штамм представляет собой генетический вариант, подтип или культура в пределах биологических видов . Штаммы часто рассматриваются как изначально искусственные концепции, характеризующиеся особым намерением генетической изоляции. Это наиболее легко наблюдать в микробиологии, где штаммы происходят из одной колонии клеток и обычно помещаются в карантин из-за физических ограничений чашки Петри . Штаммы также часто упоминаются в вирусологии , ботанике и у грызунов, используемых в экспериментальных исследованиях .

Микробиология и вирусология

Штамм вируса H1N1, приоритетная цель для исследований пандемии

Было сказано, что «не существует общепринятого определения терминов« штамм »,« вариант »и« изолят »в сообществе вирусологов, и большинство вирусологов просто копируют использование терминов у других».

Штамм - это генетический вариант или подтип микроорганизма (например, вирус , бактерия или гриб ). Например, «штамм гриппа» - это определенная биологическая форма вируса гриппа или «гриппа». Эти штаммы гриппа характеризуются различными изоформами поверхностных белков. Новые вирусные штаммы могут быть созданы из-за мутации или замены генетических компонентов, когда два или более вируса заражают одну и ту же клетку в природе. Эти явления известны, соответственно, как антигенный дрейф и антигенный сдвиг . Штаммы микробов также можно дифференцировать по их генетическому составу с помощью метагеномных методов для максимального разрешения внутри вида. Это стало ценным инструментом для анализа микробиома .

Искусственные конструкции

Ученые модифицировали штаммы вирусов, чтобы изучить их поведение, как в случае с вирусом гриппа H5N1 . Хотя финансирование таких исследований иногда вызывало споры из-за опасений по поводу безопасности, что приводило к временной паузе, впоследствии оно продолжалось.

В биотехнологии были сконструированы штаммы микробов, чтобы установить метаболические пути, подходящие для лечения различных применений. Исторически сложилось так, что основные усилия по исследованию метаболизма были посвящены производству биотоплива. Escherichia coli - наиболее распространенный вид для конструирования прокариотических штаммов. Ученым удалось создать жизнеспособные минимальные геномы, из которых можно разрабатывать новые штаммы. Эти минимальные штаммы обеспечивают почти гарантию того, что эксперименты с генами за пределами минимальных рамок не будут проводиться второстепенными путями. Для этого обычно используются оптимизированные штаммы E. coli . E. coli также часто используются в качестве основы для экспрессии простых белков. Эти штаммы, такие как BL21, генетически модифицированы для минимизации протеазной активности, что дает возможность для высокоэффективного производства белка в промышленных масштабах .

Штаммы дрожжей являются наиболее частыми объектами генетической модификации эукариот, особенно в отношении промышленной ферментации .

Растения

Этот термин не имеет официального рейтингового статуса в ботанике; этот термин относится к коллективным потомкам, произведенным от общего предка, которые имеют одинаковый морфологический или физиологический характер. Штамм - это обозначенная группа потомков, которые произошли либо от модифицированного растения (полученного путем обычного разведения или с помощью биотехнологических средств), либо в результате генетической мутации.

Например, некоторые сорта риса получают путем вставки нового генетического материала в рисовое растение, все потомки генетически модифицированного рисового растения представляют собой штамм с уникальной генетической информацией, которая передается последующим поколениям; Обозначение штамма, которое обычно представляет собой номер или официальное название, охватывает все растения, происходящие от первоначально модифицированного растения. Растения риса в этом штамме можно скрещивать с другими штаммами или сортами риса , и, если получены желаемые растения, их дополнительно разводят для стабилизации желаемых признаков; Стабилизированным растениям, которые можно размножать и «сбыться» (оставаться идентичными родительскому растению), дается название сорта и выпускается в производство для использования фермерами.

Грызунов

Крыса Wistar, которая была первой разработанной модельной линией крыс.

Линия лабораторных мышей или крыс - это генетически однородная группа животных . Штаммы используются в лабораторных экспериментах. Штаммы мышей могут быть инбредными , мутированными или генетически модифицированными , в то время как линии крыс обычно являются инбредными . Данная инбредная популяция грызунов считается генетически идентичной после 20 поколений спариваний братьев и сестер. Многие штаммы грызунов были разработаны для различных моделей заболеваний, и они также часто используются для тестирования токсичности лекарств.

Насекомые

Общая плодовая мушка ( дрозофилы ) была одним из первых организмов , используемых для генетического анализа , имеет простой геном , и очень хорошо изучена. Он остался популярным модельным организмом по многим другим причинам, таким как простота его разведения и содержания, а также скорость и объем воспроизводства. Были разработаны различные специфические штаммы, в том числе нелетающая версия с низкорослыми крыльями (также используется в торговле домашними животными в качестве живого корма для мелких рептилий и земноводных).

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки