Как ученый нейробиолог, я уже около 10 лет работаю в лаборатории с мышками и крысами. При этом регулярно сталкиваюсь с тем, что люди постоянно их путают! Да что тут говорить, сами учёные порой оговариваются в разговоре!
Казалось бы, два вида грызунов и оба живут рядом с человеком? Оба бегают по одним и тем же помойкам и лабораторным лабиринтам? Однако, за этим внешним сходством скрывается колоссальная эволюционная разница!
Давайте вместе разбираться.
Инцест как клонирование?
Филогенетически роды Mus и Rattus разошлись примерно 11–12 миллионов лет назад. Палеонтологические данные указывают на интервал от 11,1 до 12,3 миллиона лет назад. Некоторые молекулярные оценки дают ещё более раннюю цифру, до 20–41 миллиона лет. Для сравнения, последний общий предок человека и шимпанзе жил около 6–7 миллионов лет назад! То есть мышь и крыса эволюционно дальше друг от друга, чем человек от шимпанзе!
Оба грызуна являются золотым стандартом в мире наук, но почему? Как наши грызуны связаны с инцестом и штурмовиками из Звездных Войн? Помните тех идеальных клонов? Лабораторные грызуны это и есть подобные клоны. Только создают их не на далёком Камино, а в обычном виварии. Секрет их идеальности заключается в регулярном скрещивании по типу «брат-сестра». Процесс длится более 20 поколений подряд. Для любого другого вида подобный инцест стал бы фатальным, но инбредные линии мышей достигают почти 99% гомозиготности. Именно такая гомогенность позволяет сделать идеальный эксперимент без влияния генетических различий.
Почему ученые ставят опыты на мышах?
Мышь, Mus musculus, за последние десятилетия стала доминирующей моделью в биомедицинских исследованиях. Разгадка проста. Генетики вывели тысячи инбредных линий, каждая из которых представляет собой почти бесконечный клон. Животные внутри одной линии генетически идентичны друг другу. Бюджетные условия содержания и быстрый жизненный цикл позволяют за короткое время получить данные на больших выборках. Более 95% мышиных генов совпадают с человеческими, что даёт возможность моделировать широкий спектр заболеваний. Полная расшифровка генома, завершённая в 2002 году, открыла доступ к технологиям нокаута и трансгенеза. Исследователь может включать или выключать конкретные гены в определённых тканях, изучая тончайшие механизмы патологий. Мышиная модель незаменима там, где требуется статистическая мощность и стандартизация. Их темпы размножения гораздо выше чем, у крыс, что позволяет быстро прогнать фармакологические эксперименты на разных дозировках и точно доказать гипотезу. Условно можно спокойно набрать выборки по 10-20 мышей в группе и вы не займете весь виварий клетками. При этом получите достоверные статистические отличия.
Когда ученые ставят опыты на крысах?
С крысами все гораздо интереснее. У них намного лучше развит мозг и в частности префронтальная кора. Крыса, Rattus norvegicus, долгое время оставалась королевой поведенческой нейробиологии. Уступив мыши трон после появления технологий нокаута в конце 1980‑х, она начала возвращать позиции с приходом CRISPR/Cas9 в 2012 году. Крыса крупнее мыши примерно в десять раз, что облегчает проведение операций и точных инъекций в мозг. Серьёзное преимущество заключается в поведении. Крысы гораздо социальнее мышей, их поведение значительно ближе к человеческому. Они быстрее обучаются более сложному поведению. Крысиная модель предпочтительна для исследований памяти, обучения, социального взаимодействия и аддикций. Размер также облегчает повторный забор крови и другие физиологические измерения.
Баланс в зависимости от эксперимента
Исследователь выбирает модель под конкретную задачу. Мышиная модель критически важна на начальных этапах скрининга веществ и для массового тестирования лекарственных кандидатов. Крысиная модель незаменима в углублённых исследованиях поведения и при проверке ключевых гипотез перед переходом к клиническим испытаниям.
Поработав один раз руками с обеими видами, легко понять что это два разных мира. Поведение мышей более примитивное, они могут спокойно съесть своего собрата, бегать как неугомонные по клетке и постоянно норовят убежать. Крысы же, наоборот, у них умный спокойный взгляд, иногда даже может показаться, что они все понимают вокруг и изучают своими красными глазками. Эволюционная пропасть между двумя грызунами превращается из источника путаницы в мощный исследовательский ресурс для нейробиолога. Грамотный выбор между мышью и крысой это не вопрос вкуса, а стратегический расчёт, способный определить успех всего исследования.
Было ли Вам интересно узнать про особенности экспериментов с грызунами в нейробиологии? Было ли для вас открытием, что мышь и крыса дальше друг от друга, чем человек от шимпанзе? Вы тоже раньше их путали?
Пишите комментарии, ставьте лайки, подписывайтесь на канал.