PCR-based microsatellite analysis to accelerate diabetogenic genetic background acquisition in transgenic mice

ABSTRACT

The Non-obese diabetic (NOD) mice exhibit a susceptibility to spontaneous development of autoimmune diabetes and is the most widely used experimental model for the study of the disease. The NOD strain was established by inbreeding in 1980. This model has a MHC-matched diabetes resistant homologous, NOR/Lt mice, an insulitis-resistant and diabetes-free strain produced from an isolated genetic contamination within a NOD/Lt line. To evaluate the role of transgenes, transgenic mice can be generated in CD-1 mice for technical advantages and then backcrossed to inbred strains. To obtain transgenic mice in NOD or NOR background starting from CD-1, at least 20 backcrosses are required, spending more than two years in the process.Nucleotide repeats (microsatellites) mapped to specific locations on each chromosome are used to evaluate genomic polymorphism. From 23 microsatellites we selected eleven that were variant in PCR amplimer size between CD-1 colony and NOD or NOR strains. We used these microsatellites to identify individuals that were used for backcrossing, thus accelerating the acquisition of a new genetic background. Results yield a defined analysis of the genome in question and profiles were compared to detect genetic variation among individuals. After the selection of mice for backcrossing at the third generation, the 11 specific markers were acquired at the 5th generation and maintained to the 10th generation. Diabetes incidence and insulitis score correlated with the acquisition of genetic background, demonstrating that using this strategy, 5-6 crosses are enough to obtain the genotype of interest, shortening the process in more than one year and a half (AU)

RESUMEN

Los ratones diabéticos no obesos (NOD) presentan susceptibilidad al desarrollo espontáneo de diabetes autoinmunitaria y son el modelo experimental más utilizado para el estudio de la enfermedad. La cepa NOD fue establecida por endogamia en 1980. Este modelo tiene un homólogo resistente a la diabetes con MHC compatible, el ratón NOR/Lt, una cepa sin diabetes y que no desarrolla insulitis producida a partir de una contaminación genética aislada en una línea de NOD/Lt. Para evaluar la función de los transgenes, los ratones transgénicos pueden generarse en ratones CD1 por sus ventajas técnicas y luego cruzarse con cepas consanguíneas. Para obtener ratones transgénicos con genotipo NOD o NOR a partir de CD1, se requieren como mínimo 20 retrocruzamientos, lo que supone un proceso de más de dos años.Las repeticiones de nucleótidos (microsatélites) identificadas en localizaciones específicas de cada cromosoma se utilizan para evaluar el polimorfismo genómico. De 23 microsatélites, seleccionamos 11 con tamaños de amplímero de PCR divergentes entre la colonia de CD1 y las cepas NOD o NOR. Utilizamos estos microsatélites para identificar individuos que se utilizaron para los retrocruzamientos, con lo que se aceleró la adquisición de unos nuevos genotipos. Los resultados produjeron un análisis definido del genoma en cuestión y se compararon los perfiles para detectar variaciones genéticas entre los individuos. Tras la selección de ratones para llevar a cabo el retrocruzamiento en la tercera generación, los 11 marcadores específicos se adquirieron en la 5.ª generación y se mantuvieron hasta la 10.ª generación. La puntuación de insulitis e incidencia de diabetes se correlacionó con la adquisición de genotipos, lo que demostró que mediante esta estrategia bastaban 5-6 retrocruzamientos para obtener el genotipo de interés, reduciendo así el proceso en más de un año y medio (AU)