株（生物学）

生物学では、系統とは、生物種内の遺伝的変異体、サブタイプ、または培養物を指します。系統は、遺伝的分離を目的とした特定の意図を特徴とする、本質的に人工的な概念と見なされることが多いです。^[1]これは、系統が単一細胞コロニーから派生し、通常はペトリ皿の物理的制約によって隔離される微生物学で最も簡単に観察されます。系統は、ウイルス学、植物学、および実験研究で使用されるげっ歯類でも一般的に言及されます。^[^要出典^]

微生物学とウイルス学

「ウイルス学界では『株』、『変異体』、『分離株』という用語に普遍的に受け入れられている定義はなく、ほとんどのウイルス学者は単に他の人の用語の使い方をコピーしているだけである」と言われています。^[2]

株とは、微生物（ウイルス、細菌、真菌など）の遺伝的変異体またはサブタイプです。たとえば、「インフルエンザ株」は、インフルエンザまたは「インフルエンザ」ウイルスの特定の生物学的形態です。これらのインフルエンザ株は、表面タンパク質の異なるアイソフォームによって特徴付けられます。自然界で2つ以上のウイルスが同じ細胞に感染すると、突然変異または遺伝的要素の交換により、新しいウイルス株が作成されることがあります。^{[3]これらの現象は、それぞれ}抗原ドリフトと抗原シフトとして知られています。微生物株は、種内の解像度を最大化するメタゲノム法を使用して、遺伝子構成によって区別することもできます。^{[4]これは、}マイクロバイオームを分析するための貴重なツールとなっています。^[^要出典^]

人工構造物

科学者は、 H5N1インフルエンザウイルスの場合のように、ウイルスの挙動を研究するためにウイルス株を改変してきました。このような研究への資金提供は、安全性の懸念から時々論争を呼び、一時的に中断されることもありましたが、その後は進められました。^[5]^[6]

バイオテクノロジーでは、微生物株は、さまざまな用途の処理に適した代謝経路を確立するために構築されてきました。^[7]歴史的に、代謝研究の主要な取り組みは、バイオ燃料生産の分野に向けられてきました。^[8] 大腸菌は、原核生物株工学で最も一般的な種です。科学者は、新しい株を開発できる実行可能な最小ゲノムを確立することに成功しました。^[9]これらの最小株は、最小フレームワーク外の遺伝子の実験が非必須経路の影響を受けないことをほぼ保証します。この用途には、通常、最適化された大腸菌株が使用されます。大腸菌は、単純なタンパク質の発現のためのシャーシとしてもよく使用されます。 BL21などのこれらの株は、プロテアーゼ活性を最小限に抑えるように遺伝子組み換えされているため、高効率の工業規模のタンパク質生産が可能になります。^[10]

酵母菌株は、特に工業発酵に関して、真核生物の遺伝子組み換えの最も一般的な対象である。^[11]

植物

この用語は植物学において公式の順位付けの地位を持っておらず、共通の祖先から生み出され、均一な形態的または生理学的特徴を共有する集合的な子孫を指します。^[12]系統とは、改変された植物（従来の育種またはバイオテクノロジーの手段によって生み出された）から生まれた、または遺伝子変異の結果として生まれた子孫の指定されたグループです。^[要出典]

例えば、いくつかのイネの品種は、イネに新しい遺伝物質を挿入することによって作られ、 ^[13]遺伝子組み換えイネの子孫はすべて、後の世代に受け継がれる独自の遺伝情報を持つ品種です。通常は番号または正式名称である品種の指定は、元々組み換えられた植物の子孫であるすべての植物をカバーします。この品種のイネは、他のイネの品種または栽培品種と交配することができ、望ましい植物が生産された場合、これらはさらに交配されて望ましい形質が安定化されます。繁殖して「真の」もの（親植物と同一のまま）になることができる安定した植物には、栽培品種名が付けられ、農家が使用できるように生産されます。^[要出典]

げっ歯類

実験用マウスまたはラットの系統は、遺伝的に均一な動物のグループです。系統は実験室実験に使用されます。マウスの系統は近親交配、突然変異、または遺伝子組み換えが可能ですが、ラットの系統は通常近親交配です。与えられた近親交配されたげっ歯類の集団は、兄弟交配の20世代後に遺伝的に同一であると見なされます。多くのげっ歯類の系統がさまざまな疾患モデル用に開発されており、薬物の毒性をテストするためにもよく使用されます。^[14]^[15]^[16]

昆虫

一般的なショウジョウバエ( Drosophila melanogaster ) は、遺伝子分析に使用された最初の生物の 1 つであり、ゲノムが単純で、非常によく理解されています。繁殖と維持の容易さ、繁殖の速度と量など、他の多くの理由から、モデル生物として人気を博しています。さまざまな特定の系統が開発されており、その中には、翼が小さく飛べないバージョン (ペット取引では小型爬虫類や両生類の生き餌としても使用されます) も含まれます。^[要出典]

参照

参考文献

^ DIJKSHOORN, L.; URSING, BM; URSING, JB (2000). 「菌株、クローン、種：細菌学の3つの基本概念に関するコメント」Journal of Medical Microbiology . 49 (5): 397–401. doi : 10.1099/0022-1317-49-5-397 . PMID 10798550.
^ クーン、イェンス・H.バオ、イーミン。バイヴァリ、シーナ;ベッカー、ステファン。ブラッドフュート、スティーブン。ブリスター、J.ロドニー。ブクレエフ、アレクサンダー A.チャンドラン、カルティック。デイビー、ロバート A.ドルニク、オルガ。ダイ、ジョン・M.エンターレイン、スヴェン。ヘンズリー、リサ E.ホンコ、アンナ N.ヤーリング、ピーター B.ジョンソン、カール M.ゲイリー・コビンジャー;リロイ、エリック M.レバー、マーク S.ミュールベルガー、エルケ。ネテソフ、セルゲイ V.オリンジャー、ジーン G.パラシオス、グスタボ。パターソン、ジーン・L.パウェスカ、ヤヌシュ T.ピット、ルイーズ。ラドシツキー、シェリ R.サファイア、エリカ・オルマン。スミザー、ソフィー J.スワンポール、ロバート; タウナー、ジョナサン S.; ファンデルグローエン、グイド; ヴォルチコフ、ヴィクトル E.; ワールジェンセン、ビクトリア; ウォーレン、トラビス K.; ワイドマン、マンフレッド; ニコル、スチュアート T. (2012) 「ウイルス命名法「種レベル以下の分類：フィロウイルス科に分類されるウイルスの自然変異体の標準化命名法」。Archives of Virology . 158 (1): 301–311. doi : 10.1007/s00705-012-1454-0 . ISSN 0304-8608. PMC 3535543。PMID 23001720。
^ Yong, Ed (2013). 「科学者が空気感染可能なハイブリッドインフルエンザを開発」. Nature . doi :10.1038/nature.2013.12925. S2CID 181077199.
^ Marx, Vivien (2016-04-28). 「微生物学：菌株レベルの同定への道」. Nature Methods . 13 (5): 401–404. doi : 10.1038/nmeth.3837 . PMID 27123815.
^バトラー、デクラン (2012)。「科学者らは 変異インフルエンザ研究の60日間の中断を要求」。ネイチャー。doi :10.1038/nature.2012.9873。S2CID 84203734 。
^ 「変異インフルエンザ」。ネイチャーニューススペシャル。 2019年4月21日閲覧。
^ Lee, Sang Yup (2012-11-16). 「代謝改変と系統開発における合成生物学」. ACS Synthetic Biology . 1 (11): 491–492. doi : 10.1021/sb300109d . PMID 23656224.
^ Liu, Tiangang; Khosla, Chaitan (2010-11-03). 「バイオ燃料生産のための大腸菌の遺伝子組み換え」。Annual Review of Genetics . 44 (1): 53–69. doi :10.1146/annurev-genet-102209-163440. ISSN 0066-4197. PMID 20822440.
^ Sung, Bong Hyun; Choe, Donghui; Kim, Sun Chang; Cho, Byung-Kwan (2016-11-30). 「合成生物学のためのシャーシとしての最小限のゲノムの構築」. Essays in Biochemistry . 60 (4): 337–346. doi : 10.1042/ebc20160024 . ISSN 0071-1365. PMID 27903821.
^ Jeong, H; Kim, HJ; Lee, SJ (2015年3月19日). 「大腸菌BL21株の完全ゲノム配列」. Genome Announcements . 3 (2). doi :10.1128/genomeA.00134-15. PMC 4395058. PMID 25792055 .
^ ジャン・スティーンセルズ;スヌーク、ティム。メールスマン、エスター。ニコリーノ、マルティナ・ピッカ。ヴォーデッカーズ、カリン。フェルストレーペン、ケビン J. (2014-09-01)。「工業用酵母株の改良：自然および人工の多様性の活用」。FEMS 微生物学のレビュー。38 (5): 947–995。土井：10.1111/1574-6976.12073。ISSN 0168-6445。PMC 4293462。PMID 24724938。
^ アッシャー、ジョージ (1996)、『ワーズワース植物学辞典』、ウェア、ハートフォードシャー：ワーズワースリファレンス、p. 361、ISBN 978-1-85326-374-3
^ Maugh II, Thomas H. (2008年2月18日). 「遺伝学者がハイブリッド米の品種を形作る - ロサンゼルス・タイムズ」ロサンゼルス・タイムズ。
^ Anderson, Mark S.; Bluestone, Jeffrey A. (2004-11-29). 「THE NOD MOUSE: 免疫調節異常のモデル」. Annual Review of Immunology . 23 (1): 447–485. doi :10.1146/annurev.immunol.23.021704.115643. ISSN 0732-0582. PMID 15771578.
^ Cheon, Dong-Joo; Orsulic, Sandra (2011-01-24). 「がんのマウスモデル」. Annual Review of Pathology: Mechanisms of Disease . 6 (1): 95–119. doi :10.1146/annurev.pathol.3.121806.154244. ISSN 1553-4006. PMID 20936938.
^ Yang, Guang; Zhao, Lifen; Liu, Bing; Shan, Yujia; Li, Yang; Zhou, Huimin; Jia, Li (2018). 「栄養補給はミトコンドリア機能を高めることで再生不良性貧血のラットモデルの回復に寄与する」。栄養学。46 : 67–77 . doi :10.1016/j.nut.2017.09.002. PMID 29290359。

外部リンク

大腸菌遺伝子ストックセンター
EcoliWiki E. coli 株インデックス 2019-05-19 にWayback Machineでアーカイブ
国際マウス系統リソース (IMSR)
ラット系統指数

[:02-1] DIJKSHOORN, L.; URSING, BM; URSING, JB (2000). 「菌株、クローン、種：細菌学の3つの基本概念に関するコメント」Journal of Medical Microbiology . 49 (5): 397–401. doi : 10.1099/0022-1317-49-5-397 . PMID 10798550.

[KuhnBao2012-2] クーン、イェンス・H.バオ、イーミン。バイヴァリ、シーナ;ベッカー、ステファン。ブラッドフュート、スティーブン。ブリスター、J.ロドニー。ブクレエフ、アレクサンダー A.チャンドラン、カルティック。デイビー、ロバート A.ドルニク、オルガ。ダイ、ジョン・M.エンターレイン、スヴェン。ヘンズリー、リサ E.ホンコ、アンナ N.ヤーリング、ピーター B.ジョンソン、カール M.ゲイリー・コビンジャー;リロイ、エリック M.レバー、マーク S.ミュールベルガー、エルケ。ネテソフ、セルゲイ V.オリンジャー、ジーン G.パラシオス、グスタボ。パターソン、ジーン・L.パウェスカ、ヤヌシュ T.ピット、ルイーズ。ラドシツキー、シェリ R.サファイア、エリカ・オルマン。スミザー、ソフィー J.スワンポール、ロバート; タウナー、ジョナサン S.; ファンデルグローエン、グイド; ヴォルチコフ、ヴィクトル E.; ワールジェンセン、ビクトリア; ウォーレン、トラビス K.; ワイドマン、マンフレッド; ニコル、スチュアート T. (2012) 「ウイルス命名法「種レベル以下の分類：フィロウイルス科に分類されるウイルスの自然変異体の標準化命名法」。Archives of Virology . 158 (1): 301–311. doi : 10.1007/s00705-012-1454-0 . ISSN 0304-8608. PMC 3535543。PMID 23001720。

[3] Yong, Ed (2013). 「科学者が空気感染可能なハイブリッドインフルエンザを開発」. Nature . doi :10.1038/nature.2013.12925. S2CID 181077199.

[4] Marx, Vivien (2016-04-28). 「微生物学：菌株レベルの同定への道」. Nature Methods . 13 (5): 401–404. doi : 10.1038/nmeth.3837 . PMID 27123815.

[5] ^バトラー、デクラン (2012)。「科学者らは 変異インフルエンザ研究の60日間の中断を要求」。ネイチャー。doi :10.1038/nature.2012.9873。S2CID 84203734 。

[6] 「変異インフルエンザ」。ネイチャーニューススペシャル。 2019年4月21日閲覧。

[7] Lee, Sang Yup (2012-11-16). 「代謝改変と系統開発における合成生物学」. ACS Synthetic Biology . 1 (11): 491–492. doi : 10.1021/sb300109d . PMID 23656224.

[8] Liu, Tiangang; Khosla, Chaitan (2010-11-03). 「バイオ燃料生産のための大腸菌の遺伝子組み換え」。Annual Review of Genetics . 44 (1): 53–69. doi :10.1146/annurev-genet-102209-163440. ISSN 0066-4197. PMID 20822440.

[9] Sung, Bong Hyun; Choe, Donghui; Kim, Sun Chang; Cho, Byung-Kwan (2016-11-30). 「合成生物学のためのシャーシとしての最小限のゲノムの構築」. Essays in Biochemistry . 60 (4): 337–346. doi : 10.1042/ebc20160024 . ISSN 0071-1365. PMID 27903821.

[10] Jeong, H; Kim, HJ; Lee, SJ (2015年3月19日). 「大腸菌BL21株の完全ゲノム配列」. Genome Announcements . 3 (2). doi :10.1128/genomeA.00134-15. PMC 4395058. PMID 25792055 .

[11] ジャン・スティーンセルズ;スヌーク、ティム。メールスマン、エスター。ニコリーノ、マルティナ・ピッカ。ヴォーデッカーズ、カリン。フェルストレーペン、ケビン J. (2014-09-01)。「工業用酵母株の改良：自然および人工の多様性の活用」。FEMS 微生物学のレビュー。38 (5): 947–995。土井：10.1111/1574-6976.12073。ISSN 0168-6445。PMC 4293462。PMID 24724938。

[Usher1996-12] アッシャー、ジョージ (1996)、『ワーズワース植物学辞典』、ウェア、ハートフォードシャー：ワーズワースリファレンス、p. 361、ISBN 978-1-85326-374-3

[13] Maugh II, Thomas H. (2008年2月18日). 「遺伝学者がハイブリッド米の品種を形作る - ロサンゼルス・タイムズ」ロサンゼルス・タイムズ。

[14] Anderson, Mark S.; Bluestone, Jeffrey A. (2004-11-29). 「THE NOD MOUSE: 免疫調節異常のモデル」. Annual Review of Immunology . 23 (1): 447–485. doi :10.1146/annurev.immunol.23.021704.115643. ISSN 0732-0582. PMID 15771578.

[15] Cheon, Dong-Joo; Orsulic, Sandra (2011-01-24). 「がんのマウスモデル」. Annual Review of Pathology: Mechanisms of Disease . 6 (1): 95–119. doi :10.1146/annurev.pathol.3.121806.154244. ISSN 1553-4006. PMID 20936938.

[16] Yang, Guang; Zhao, Lifen; Liu, Bing; Shan, Yujia; Li, Yang; Zhou, Huimin; Jia, Li (2018). 「栄養補給はミトコンドリア機能を高めることで再生不良性貧血のラットモデルの回復に寄与する」。栄養学。46 : 67–77 . doi :10.1016/j.nut.2017.09.002. PMID 29290359。