У 2009 році в світі відзначається сторіччя лабораторної миші. Але чому саме сторіччя, якщо досліди над мишами проводилися ще в XIX столітті спочатку фізіологами, а потім микробиологами? Наприклад, в 1870-х Роберт Кох на мишах довів, що відкрита ним бактерія викликає сибірську виразку. У перші роки XX століття Пауль Ерліх виконав більше тисячі дослідів, намагаючись перенести пухлина з одного миші на іншу.
Перша чиста лінія
Що ж сталося в 1909 році? Щоб розібратися з цим, треба згадати, що для наукових експериментів необхідні повністю однакові об'єкти: перший - на якому ставлять досвід, і другий - контрольний. При дослідах на живих організмах це повинні бути генетично однакові рослини або тварини, для чого доводиться вдаватися до інбридингу - близькоспорідненого схрещування. Потомство отримують від рідних братів і сестер, серед цього потомства знову спаривают братів і сестер. Так роблять протягом кількох поколінь. У підсумку виходять тварини, генотипи яких повністю збігаються. Таке потомство називають инбредной лінією (іноді також використовується термін «чиста лінія»). Інбредні лінії тварин гарні й тим, що таким тваринам можна пересаджувати тканини і органи один від одного, не викликаючи відторгнення.
Насправді Літл не був першим творцем чистої лінії мишей. Подібне, правда зовсім з дослідницькими цілями, зробили ще в XIX столітті любителі мишей в Японії. Вони шляхом близькоспорідненого схрещування закріпили в потомство мишей мутацію - порушення роботи гіпофіза і вестибулярного апарату. В результаті ці миші часто починають швидко крутитися на одному місці. Ця порода отримала назву «танцюючих мишей».
Перша інбредних лінія мишей, придатна для досліджень, була отримана в 1909 році. Її вивів Кларенс Кук Літл (1888 - 1971) з Гарвардського університету. Він займався вивченням того, як успадковується забарвлення мишей. В ході роботи він вирішив отримати генетично однакових мишей за допомогою інбридингу і добився успіху. Це була перша чиста лінія мишей, відома як лінія DBA і існує донині. Миші цієї лінії мають світло-коричневе забарвлення.
Для того щоб отримати генетично однорідних мишей, потрібно схрещувати братів з сестрами протягом 18-20 поколінь. Тут і проявляється одна з найвигідніших рис миші як лабораторної тварини: швидке розмноження. Миші досягають статевої зрілості у віці 5-7 тижнів, вагітність у них триває всього 20 днів. Значить, за порівняно короткий час можна отримати кілька поколінь. Робота Кларенса Літла по виведенню першої чистої лінії зайняла всього кілька років.
Швидкість розмноження - не єдина перевага миші в якості піддослідної тварини. Миші невибагливі, їх легко прогодувати, вони невеликі за розміром. Миша служить хорошою моделлю біологічних процесів, що протікають у людини. «Миша - ключ до розуміння генетичної бази розвитку організму людини, його хвороб і порушень його функцій», - говорив Кларенс Літл. Звичайно, свиня або мавпа ще більш близькі до людини, але утримувати їх куди важче. Тому з 1909 року і до наших днів мільйони мишей живуть в лабораторіях по всьому світу.
Лабораторні миші в промислових масштабах
У 1929 році Кларенс Літл заснував у місті Бар-Харбор (штат Мен) джексоновская лабораторію, яка стала центром досліджень з генетики і одночасно базою виробництва чистих ліній мишей. Вона отримала назву на честь Роско Джексона - глави автомобільної компанії Hudson Motor Car, фінансувала створення лабораторії. До 1944 року Джексоновская лабораторія постачала щотижня 9000 мишей в інші лабораторії США. У ній же велися і дослідницькі роботи. У 1947 році під час пожежі лабораторія загинула, але вона була швидко відновлено, а поголів'я мишей заповнене завдяки тваринам, надісланим вченими з усього світу, раніше одержували мишей з Джексонівській лабораторії.
Зараз Джексоновская лабораторія - всесвітньо відомий науковий центр, де ведуться дослідження з багатьох напрямків, наприклад, з генетики ссавців і онкологічних захворювань. Одночасно ця лабораторія служить великим центром підготовки фахівців з молекулярної біології. І, звичайно ж, Джексоновская лабораторія раніше залишається лідером у вирощуванні лабораторних мишей: зараз вона щорічно поставляє близько двох мільйонів тварин в наукові установи всього світу.
У Джексонівській лабораторії згодом було зроблено чимало важливих відкриттів. Наприклад, Джордж Снелл, що працював там, за допомогою дослідів на мишах відкрив генетичні чинники, що визначають тканинну сумісність при пересадці органів. Він відкрив область генома, названу «головним комплексом гістосумісності». Гени цій області кодують певні білки, що знаходяться на поверхні клітин, і відіграють важливу роль в роботі імунної системи. У 1980 році Джордж Снелл отримав за свої роботи Нобелівську премію.
Експерименти на мишах
Бактеріологи, починаючи з Коха, заражають мишей різноманітними хворобами, фармакологи випробовують на мишах нові препарати. Миші служать незамінним об'єктом для дослідів в галузі онкології, імунології, трансплантології та інших галузях медицини. Психологи і психофізіологи вивчають на мишах механізми пам'яті й орієнтації, змушуючи тварин проходити спеціальні лабіринти. Коли в розпорядженні вчених з'явилися технології генної інженерії, без мишей знову не обійшлося. Які тільки гени ні впроваджували в хромосоми миші - в тому числі і гени, пов'язані з ожирінням, підвищеною агресивністю або алкоголізмом.
За допомогою мишей було зроблено чимало відкриттів. Ось лише одне з недавніх. У 2007 році Нобелівську премію з фізіології і медицини отримали Маріо Капеччи, Мартін Еванс і Олівер Смітіс «за їх відкриття принципів внесення специфічних генних модифікацій мишей з використанням ембріональних стовбурових клітин». Тобто, саме Мартін Еванс в 1981 році вперше виділив із зародка миші лінії ембріональних стовбурових клітин.
В результаті досліджень Капеччи, Еванса і Смітісу в лабораторіях з'явилися так звані «нокаутні миші». У них блоковані («нокаутовані») окремі гени, що дозволяє досліджувати функції цих генів або змоделювати на мишах захворювання людини.
Рости, миша лабораторна
У наші дні існує ціла індустрія з вирощування лабораторних мишей. Для потреб вчених створені різні чисті лінії мишей, що володіють потрібними властивостями. Знаменита лінія BALB / c (Bagg albino C) великих мишей білого кольору створена Хелсі баггі з Нью-Йорка шляхом схрещування мишей, отриманих ним від постачальника зі штату Огайо. Багг протягом 26 поколінь схрещував братів і сестер і в результаті отримав одну з найпопулярніших в лабораторіях світу лінію. У 1951 році збереженням лінії став займатися Національний інститут охорони здоров'я США, на той момент її історія налічувала вже 72 покоління. Миші лінії BALB / c використовуються у дослідженнях з імунології та онкології.
Миші лінії A і багатьох її субліній відрізняються підвищеною частотою раку молочної залози. Миші лінії AKR / J часто хворіють на лейкоз, миші BRSUNT / N схильні до ожиріння, миші CBA / CaLac відрізняються довгожительством. Лінія I / StY високо чутлива до збудника туберкульозу, а лінія 101 / Н - до індукції шкірних і легеневих пухлин. Є й безволоса лінія - HRS / J. При вирощуванні будь-якої лінії через певний час контролюється генетична ідентичність потомства, і миші, в організмі яких відбулися мутації, вибраковуються. Для робіт, що не вимагають абсолютно однакових тварин, вирощуються і миші, які не належать до чистих лініях. У продаж вони надходять під назвою «нелінійні миші».
Для робіт імунологів потрібні миші з пригніченим імунітетом. Також вони використовуються у дослідженнях з онкології. Штами різних пухлин зберігаються в лабораторіях, і вченому вже не треба чекати, коли пухлина спонтанно розвинеться у миші, він може трансплантувати їй штам потрібної пухлини. Це дозволяє набагато швидше проводити дослідження з лікування онкологічних захворювань. Для таких робіт створена лінія мишей з іммунодіфіціта. У цих мишей відсутній тимус (вилочкова залоза) і волосяний покрив. Вони відомі під назвою «голі миші» (nude mouse). Для роботи з ними створюють спеціальні стерильні віварії, використовують стерильні тирсу і їжу, так як ці миші легко можуть стати жертвою будь-якої інфекції.
Крім самих мишей виробники пропонують «супутні товари». У першу чергу це спеціальний корм. Крім того, існує різноманітне обладнання: від простих коліс і лабіринтів, до спеціально спроектованих для мишей рентгенівських апаратів та томографів. Можна зробити УЗД і кардіограму миші.
Миша, відлита в бронзі
Багатьом тваринам, які допомагали в роботі вченим, поставлені пам'ятники. Не обійдені увагою і лабораторні миші. У Росії такий пам'ятник встановлено біля ветеринарної лабораторії міста Задонська Липецької області.
А пам'ятника лабораторної миші, який вже кілька років планується поставити біля Новосибірській медичної академії, чомусь не щастить. У 2005 році проект пам'ятника був замовлений скульптору Араму Григоряну: з семи виконаних ним моделей новосибірські медики обрали одну, але потім вона вирушила на доопрацювання в Москву. Лабораторна мишка, що причаїлася в двометрової людської долоні, виліплена в глині і все ніяк не дочекається відлитий у бронзі: керівництво Новосибірської медакадемії пояснює, що для закінчення роботи над пам'ятником недостатньо коштів.
