Albinotický laboratorní potkan s červenýma očima a bílou srstí je ikonickým modelovým organismem pro vědecký výzkum v různých oblastech.
Laboratorní potkan je potkan druhu Rattus norvegicus, který je chován a držen pro vědecký výzkum. Laboratorní potkani slouží jako důležitý zvířecí model pro výzkum v psychologii, medicíně a dalších oborech.
Divoké krysy, které se používaly k lovu krys, byly nakonec vyšlechtěny v domácích podmínkách a vznikl tak dnes známý bílý laboratorní potkan albín.
Laboratorní potkani mají společný původ se svými domestikovanými příbuznými, potkany ušlechtilými. V 18. století v Evropě řádily divoké krysy hnědé a jejich zamoření podnítilo vznik chovu krys. Chytači krys vydělávali peníze nejen na odchytu hlodavců, ale také na jejich prodeji za potravu nebo, což je důležitější, za návnady na krysy. Chytání krys na návnadu byl oblíbený, ale brutální krvavý sport, který spočíval v naplnění jámy krysami a měření času, za jak dlouho je teriér všechny zabije. Postupem času vznikly šlechtěním krys pro tyto soutěže barevné variace, zejména albíni a kapucíni. Poprvé byl jeden z těchto albínských mutantů přivezen do laboratoře ke studiu v roce 1828 při pokusu s hladověním. Během následujících 30 let se potkani použili k několika dalším pokusům a nakonec se laboratorní potkan stal prvním zvířetem domestikovaným z čistě vědeckých důvodů.
Potkani byli v průběhu let využíváni v mnoha experimentálních studiích, které přispěly k poznání genetiky, nemocí, účinků léků a dalších témat z oblasti zdraví a medicíny. Laboratorní potkani se také osvědčili v psychologických studiích učení a dalších duševních procesů. Historický význam tohoto druhu pro vědecký výzkum se odráží v množství literatury o něm, které je zhruba o 50 % větší než množství literatury o myších.
Domácí potkani se od divokých liší v mnoha ohledech. Jsou klidnější a méně často koušou, snášejí větší stísněnost, rozmnožují se dříve a produkují více potomků a jejich mozek, játra, ledviny, nadledvinky a srdce jsou menší.
Vědci vyšlechtili mnoho kmenů nebo „linií“ potkanů speciálně pro pokusy. Většina z nich je odvozena od albinotického potkana Wistar, který je stále hojně využíván. Dalšími běžnými kmeny jsou Sprague Dawley, Fischer 344, Holtzmanovy albínské kmeny, Long-Evans a Listerovy černé kapucínské krysy. K dispozici jsou také inbrední kmeny, které se však nepoužívají tak běžně jako inbrední myši.
Laboratorní krysa v Morrisově vodním bludišti.
Kmeny potkanů obecně nejsou transgenní nebo geneticky modifikované, protože techniky vyřazování genů a embryonálních kmenových buněk, které fungují u myší, jsou u potkanů poměrně obtížné. To znevýhodňuje mnoho výzkumníků, kteří považují mnoho aspektů chování a fyziologie u potkanů za relevantnější pro člověka a snadněji pozorovatelné než u myší a kteří chtějí svá pozorování vysledovat k základním genům. V důsledku toho byli mnozí z nich nuceni studovat na myších otázky, které by bylo lépe zkoumat na potkanech. V říjnu 2003 se však vědcům podařilo naklonovat dva laboratorní potkany pomocí přenosu jádra. Krysy se tak možná začnou více využívat jako objekty genetického výzkumu. Velká část genomu potkana Rattus norvegicus byla sekvenována.
Kmen je v případě hlodavců skupina, jejíž všichni členové jsou geneticky identičtí. U potkanů se toho dosahuje příbuzenskou plemenitbou. Díky tomuto druhu populace je možné provádět pokusy o roli genů nebo provádět pokusy, které vylučují genetické odchylky jako faktor. Opačné, outbrední kmeny, se používají v případech, kdy není nutné mít identické genotypy nebo je zapotřebí náhodná populace, a jsou definovány spíše jako zásoby než kmeny.
Potkani wistarští jsou vyšlechtěný kmen albinotických potkanů druhu Rattus norvegicus. Tento kmen byl vyšlechtěn ve Wistar Institute v roce 1906 pro použití v biologickém a lékařském výzkumu a je to zejména první kmen potkanů, který byl vyvinut jako modelový organismus v době, kdy se v laboratořích používal především Mus musculus neboli myš domácí. Více než polovina všech kmenů laboratorních potkanů pochází z původní kolonie, kterou založili fyziolog Henry Donaldson, vědecký administrátor Milton J. Greenman a genetická výzkumnice/embryoložka Helen Dean Kingová.
Potkan Wistar je v současnosti jedním z nejoblíbenějších kmenů potkanů používaných v laboratorním výzkumu. Vyznačuje se širokou hlavou, dlouhýma ušima a délkou ocasu, která je vždy menší než délka těla. Kmeny potkanů Sprague Dawley a Long-Evans byly vyvinuty z potkanů Wistar.
Potkan Sprague Dawley je vyšlechtěné víceúčelové plemeno albinotických potkanů, které se hojně využívá v lékařském výzkumu. Jeho hlavní výhodou je klid a snadná manipulace. Toto plemeno potkanů bylo poprvé vyšlechtěno na farmě Sprague Dawley v Madisonu ve Wisconsinu (později se z ní stala společnost Sprague Dawley Animal Company). Chovné zařízení koupila nejprve společnost Gibco a poté v lednu 1980 společnost Harlan (nyní Harlan Sprague Dawley).
Potkani Sprague Dawley mají několik zajímavých anatomických vlastností. Protože jícen vstupuje do žaludku v jeho menším zakřivení skrze záhyb žaludeční tkáně, nejsou tito potkani schopni zvracet. Nemají žlučník. Levá plíce má pouze jeden lalok, zatímco pravá má čtyři. V období stresu produkují tmavé slzy, které obsahují pigment, jenž fluoreskuje pod UV světlem.
(Pozn. tyto vlastnosti platí pro všechny kmeny Rattus norvegicus: divoké, ochočené i laboratorní – nejen pro kmen Sprague Dawley!).
Průměrná velikost vrhu potkana Sprague Dawley je 10,5. Tělesná hmotnost dospělých samic je 250-300 g a samců 450-520 g. Typická délka života je 2,5-3,5 roku. Pro tyto potkany je typický větší poměr délky ocasu k délce těla ve srovnání s potkany kmene Wistar.
Potkani dlouhověcí jsou vyšlechtěný kmen potkanů druhu Rattus norvegicus. Tento kmen byl vyšlechtěn doktory Longem a Evansem v roce 1915 křížením několika samic kmene Wistar s divokým šedým samcem. Long Evansovi potkani jsou bílí s černou kapucí nebo příležitostně bílí s hnědou kapucí. Využívají se jako víceúčelový modelový organismus, často ve výzkumu chování a obezity.
Bezsrstí laboratorní potkani poskytují vědcům cenné údaje o narušeném imunitním systému a genetických onemocněních ledvin.
Odhaduje se, že existuje více než dvacet pět genů, které způsobují recesivní bezsrstost u laboratorních potkanů. Ty nejčastější se označují jako rnu (Rowett nude), fz (fuzzy) a shn (shorn). Pokud je u organismu identifikován viditelný recesivní znak, uvádí se dvojice genů (od otce a matky) takto: rnu/rnu. Bezsrstí potkani chovaní v laboratořích mají různé charakteristické zdravotní problémy. Všechny tři typy (rnu/rnu, fz/fz a shn/shn) mají kudrnaté vousky a mohou být potenciálně identifikovány jako potkani Patchwork. Navzdory zdravotním problémům a potížím s odstavem jsou všichni stále plodní a mají normálně velké vrhy.
Potkan Královské chirurgické koleje (RCS) je prvním známým zvířetem s dědičnou degenerací sítnice. Navzdory tomu, že vada není známa, je potkan RCS hojně využíván pro výzkum dědičných dystrofií sítnice.