В биологии штамм — это генетический вариант, подтип или культура в пределах биологического вида . Штаммы часто рассматриваются как изначально искусственные концепции, характеризующиеся определенным намерением генетической изоляции. [1] Это легче всего наблюдать в микробиологии , где штаммы получаются из колонии отдельных клеток и обычно помещаются на карантин из-за физических ограничений чашки Петри . Штаммы также обычно упоминаются в вирусологии , ботанике и в отношении грызунов, используемых в экспериментальных исследованиях . [ требуется ссылка ]
Было сказано, что «в сообществе вирусологов не существует общепринятого определения терминов «штамм», « вариант » и «изолят», и большинство вирусологов просто копируют использование терминов у других» [2] .
Штамм — это генетический вариант или подтип микроорганизма (например, вируса , бактерии или грибка ). 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 в результате мутации или обмена генетическими компонентами, когда два или более вируса заражают одну и ту же клетку в природе. [3] Эти явления известны соответственно как антигенный дрейф и антигенный сдвиг . Микробные штаммы также могут быть дифференцированы по их генетическому составу с использованием метагеномных методов для максимального разрешения в пределах вида. [4] Это стало ценным инструментом для анализа микробиома . [ необходима цитата ]
Ученые модифицировали штаммы вирусов, чтобы изучить их поведение, как в случае с вирусом гриппа H5N1 . Хотя финансирование таких исследований иногда вызывало споры из-за проблем безопасности, что приводило к временной паузе, впоследствии оно продолжалось. [5] [6]
В биотехнологии микробные штаммы были сконструированы для установления метаболических путей, подходящих для обработки различных приложений. [7] Исторически основные усилия метаболических исследований были посвящены области производства биотоплива. [8] Escherichia coli является наиболее распространенным видом для прокариотической штаммовой инженерии. Ученым удалось создать жизнеспособные минимальные геномы, из которых могут быть разработаны новые штаммы. [9] Эти минимальные штаммы обеспечивают почти гарантию того, что эксперименты с генами за пределами минимальной структуры не будут осуществляться несущественными путями. Для этого приложения обычно используются оптимизированные штаммы E. coli . E. coli также часто используются в качестве шасси для экспрессии простых белков. Эти штаммы, такие как BL21, генетически модифицированы для минимизации активности протеазы, следовательно, открывая потенциал для высокоэффективного промышленного производства белка . [10]
Штаммы дрожжей являются наиболее распространенными объектами эукариотической генетической модификации, особенно в отношении промышленной ферментации . [11]
Термин не имеет официального рангового статуса в ботанике; термин относится к коллективным потомкам, полученным от общего предка, которые разделяют единый морфологический или физиологический признак. [12] Штамм — это обозначенная группа потомков, которые либо произошли от модифицированного растения (полученного путем обычного разведения или биотехнологическими методами), либо являются результатом генетической мутации. [ необходима ссылка ]
Например, некоторые штаммы риса производятся путем вставки нового генетического материала в растение риса, [13] все потомки генетически модифицированного растения риса являются штаммом с уникальной генетической информацией , которая передается последующим поколениям; обозначение штамма, которое обычно является номером или формальным названием, охватывает все растения, которые произошли от изначально модифицированного растения. Растения риса в штамме могут быть скрещены с другими штаммами риса или сортами , и если производятся желаемые растения, их дополнительно скрещивают для стабилизации желаемых признаков; стабилизированные растения, которые могут быть размножены и «стать реальностью» (оставаться идентичными родительскому растению), получают название сорта и выпускаются в производство для использования фермерами. [ необходима цитата ]
Штамм лабораторных мышей или крыс — это группа животных, которая генетически однородна. Штаммы используются в лабораторных экспериментах. Штаммы мышей могут быть инбридинговыми , мутированными или генетически модифицированными , в то время как штаммы крыс обычно инбридинговые . Данная инбридинговая популяция грызунов считается генетически идентичной после 20 поколений спаривания братьев и сестер. Было разработано множество штаммов грызунов для различных моделей заболеваний, и они также часто используются для тестирования токсичности лекарств. [14] [15] [16]
Обыкновенная плодовая мушка ( Drosophila melanogaster ) была одним из первых организмов, используемых для генетического анализа , имеет простой геном и очень хорошо изучена. Она осталась популярным модельным организмом по многим другим причинам, таким как простота ее разведения и содержания, а также скорость и объем ее размножения. Были разработаны различные специфические штаммы, включая нелетающую версию с укороченными крыльями (также используемую в торговле домашними животными в качестве живого корма для мелких рептилий и амфибий). [ необходима цитата ]
