這項工作的目的在於説明科學家瞭解世代近親繁殖如何改變了研究用齧齒動物的基因。
亞當和夏娃是一對黑色小鼠， 它們活了不到兩年， 而且從來也沒有離開過它們在緬因州傑克遜實驗室 （JAX） 的家。 但是自從 2005 年它們開始繁殖以來， 它們的後代已經遍佈世界各地：現存的可能有數十萬。 它們是生物醫學研究中最常使用的小鼠品系成員， 該品系構建於近一個世紀前。
經過世代繁育， 實驗小鼠的基因組以微妙且不可預知的方式發生漂變。
Anne Chadwick Williams/Sacramento Bee/ZUMA Press/Alamy
現在， JAX 的科研人員正在重建夏娃的基因組， 希望能夠更好地瞭解在世代繁殖過程中發生在實驗小鼠身上的自然突變， 並給予補償。 這些遺傳上的改變可能會引起意料之外的生理變化從而影響實驗。 例如， 實驗小鼠的相關亞系對酒精的偏好或者胰島素的敏感程度會有所不同， 科研人員懷疑這些被認為是完全相同的小鼠品系之間的差異已經阻礙了某些領域的研究。
1921 年， 成立 JAX 的科學家創造了亞當和夏娃所屬的品系， 稱為 C57BL/6。 為了讓小鼠盡可能保持基因上的相似性， 在近一個世紀裡面， 科研人員一再讓它們近親繁殖， 並將其後代賣給世界各地的用戶。 但是這個做法製造了一個遺傳學的瓶頸：每一代都會出現 10-30 個新的基因突變並遺傳給後代。 JAX 的遺傳學家 Laura Reinholdt 表示， 這種“遺傳漂變”多年來迅速積累。 實驗室現在銷售的 C57BL/ 6 小鼠的基因組與 2002 年創建的來自 C57BL/6J 亞系的三隻小鼠的參照基因組有成千上萬的遺傳差異。 基因組被科研人員用作開發基因改造小鼠的範本。
隱藏的改變
儘管有些突變很容易發現， 比如使皮毛從黑色變為白色，
2005 年， JAX 的一個小組決定只出售來自“亞當”和“夏娃”繁育的後代 C57BL/6J 小鼠， 以此重置遺傳時鐘。 科研人員冷凍了這對小鼠孫輩的上百個胚胎， 足夠維持 25-30 年。 每五代， 公司融化其中部分胚胎， 並培育它們到成年作為新的育種對。
JAX 技術評估與發展高級主管 Michael Wiles 負責領導該項目， 他認為在某種程度上， 這些改變是在不知不覺中發生的， 而且是不可阻擋的。 他說：“我們沒有停止普遍的遺傳漂變， 但是我們已經大幅度地減慢了它的速度。 ”然而， 一旦儲存的胚胎用完，
夏娃的基因組與 2002 年建立的小鼠參照基因組是非常不同的。 在 10 月於美國奧蘭多舉辦的美國人類遺傳學協會會議上， JAX 的計算科學家 Anuj Srivastava 談到了公司使用三種不同的測序方法， 詳細重建夏娃基因組的工作。 Wiles 說基因組測序將於 11 月底完成， JAX 計畫於 2018 年初發佈。
小鼠困境
其他的小鼠育種者也已經開始努力減慢遺傳漂變。 紐約的一家小鼠分銷公司 Taconic Biosciences 每十代就會從他們的冷凍胚胎庫中“重啟”自己的 C57BL/ 6 品系。 由於 Taconic 幾十年來一直獨立于 JAX 而培養自己的品系， 與目前的小鼠參照基因組相比， 夏娃的基因組不一定能反映 Taconic 小鼠的基因組成。
Brayton 表示， 夏娃基因組對於使用 JAX 動物的科研人員來說將是有益的，