Albinismus u myší a využití myších albínů jako zvířecích modelů pro studium vybraných lidských onemocnění

Karolína Machová

Bachelor's thesis

Albinism in mice and the use of albino mice as an animal model for the study of selected human diseases

Abstract:

Zbarvení myší je ovlivněno více než 300 geny, ale na poruchu pigmentace známou jako albinismus, stačí mutace na jediném z nich - genu kódujícím enzym tyrozinázu (Tyrc). Pokud je tato alela v homozygotní sestavě, je tento enzym nefunkční nebo se nevytváří vůbec a reakční řetězec tvorby pigmentu, který tento enzym na mnoha místech katalyzuje, je tak přerušen. Příčinou albinotického zbarvení může být ale i poškození některého z genů zapojených do tvorby, diferenciace a transportu funkčních melanocytů a dalších procesů. Tyto geny můžeme najít i u člověka a jejich funkce se zpravidla podobají těm u myší. Porucha jejich funkce s sebou často přináší důsledky projevující se nejen ve zbarvení, ale v životaschopnosti celého organismu. Jsou to například: Sox10, Pax3, Mitf, Kit, Piebald, Slug, Trpml3. Nicméně vliv na vitalitu jedince však může mít i sama Tyrc mutace, která ovlivňuje fitness také v interakci s jinými geny. Zvláště zrak je značně poškozen. Albínům chybí pigment v duhovce, takže do oka prostupuje velké množství světla, v důsledku čehož vidí neostře. Abnormální je i binokulární vidění či vývoj buněk sítnice. Zřejmě v důsledku těchto handicapů jsou myší albíni méně agresivní, sociálnější a ostražitější než pigmentovaní jedinci. V přírodě se albinotičtí jedinci často stanou kořistí nějakého predátora, proto v přírodě není spontánní mutace Tyrc rozšířená. V lidských chovech je tomu ale právě naopak. Bílé myši, stejně jako ostatní albinotická zvířata, byly odpradávna vyhledávanou raritou, dokonce jim byly přisuzovány i nadpřirozené vlastnosti, v pozdějších dobách se objevily v zájmovém chovu jako zvířecí společníci a daly vzniknout jedněm z prvních laboratorních kmenů myší. V laboratorních chovech se albinotické myši hojně rozšířily nejspíše díky jejich snadné manipulovatelnosti a možnosti využít albinismu jako vizuálního genetického markeru. Dnes jsou hojně zastoupeni jak mezi inbredními (A/J, BALB/cJ, FVB/NJ, HRS/J, NOD/ShiLtJ, SWR/J, ...), tak outbredními laboratorními kmeny (CD-1, NMRI, SW, ...). Využívají se ke zkoumání širokého spektra lidských onemocnění od nádorových onemocnění, přes psychické a nervové poruchy až po toxické působení různých chemických látek.

Abstract:

Mouse coloration is affected by more than 300 genes, but for the origin of the pigmentation disorder known as albinism, only sufficient mutation in one of them is needed - the gene encoding the enzyme tyrosinase (Tyrc). If this allele is in homozygous assembly, the enzyme is not working or is not produced at all and the reaction chain of pigment creation, which this enzyme catalyzes in many sections, is interrupted. The cause of albinotic coloration could also be a damage of the genes involved in the creation, differentiation and transportation of functional melanocytes and other processes. These genes can also be found in humans and their functions are usually similar to those in mice. Failure of their functions often brings consequences resulting not only in color alterations, but also in viability impairment of the whole organism. These include for example: Sox10, Pax3, Mitf, Kit, Piebald, Slug, and Trpml3. However, the influence on the vitality of the individual, may have Tyrc mutation itself, which affects the fitness also in an interaction with other genes. Particularly the vision is severely damaged. Albinos lack pigment in the iris, so a large amount of light penetrates into the eye, thereby distorting the sight. Also abnormal is binocular vision or retinal cells development. Possibly, as a result of these handicaps, albino mice are less aggressive, more social and more vigilant than pigmented ones. In nature albino individuals often become prey to predators, so this spontaneous Tyrc mutation is not widespread. The situation in human breedings is just the opposite. Albino mice, as well as other albino animals, have always been a sought-after rarity, even supernatural qualities have been attributed to them. In later times they became pets and gave rise to one of the first laboratory mouse strains. For laboratory breeding albino mice become widespread probably due to their easy handling and the possibility of the use of albinism as a visual genetic marker. Today they are abundantly represented among inbred (A/J, BALB/cJ, FVB/NJ, HRS/J, NOD/ShiLtJ, SWR/J, ...) and outbred laboratory strains (CD-1, NMRI, SW, ...). They are used for the examination of a wide spectrum of human diseases from cancer, via mental and nervous disorders, to the toxic effects of various chemicals.

Keywords

pigmentace, albinismus, myš, modelové zvíře, lidské onemocnění

Keywords

albinism, mouse, animal model, human disease, pigmentation

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 10. 4. 2017

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Barbora Hofmanová, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Bachelor programme / field:
Agriculture, Horticulture and Rural Development / Animal Production