Is the “environmental” component of the phenotypic variability in inbred mice influenced by the cytoplasm of the egg?*
Authors: Baunack E. , Gärtner K. , Schneider B. 
Published: May 2010

The body weights of adult male and female mice were measured in artificially prepared monozygotic twins (MZT), artificially prepared dizygotic twins (DZT) and naturally born animals (NBA) of the highly inbred C57BL/6JHan and AKR/NHan strains. The total variance (s21), the variation within twin pairs or within the litters of the NBA (s2w), the variation between twin pairs or between litters of the NBA (s2b), and the intraindividual variation (s2i) were compared between the groups with regard to strain and sex.

The isogenic basis of these comparisons signifies that environmental factors should be the foremost reasons for these components of variance. MTZ and NBA displayed significant differences in s2w. Values for the MZT were only 10–30 % of those obtained for NBA or DZT. In MZT, s2t also seemed to be reduced. In DZT, however, the AKR strain showed an increase in s2t as a result of increases in all the components of variance.

It is assumed that only the s2w of the MZT really reflects the effects of environmental influences on the embryos of a litter. Such factors display their influence between the third cleavage stage (8‐cell stage) and approx. 100 days of age. This assumption is based on the fact that both twin mates of the MZT, being from a common fertilized egg, are identical in genotype as well as plasmatype. The increased s2w in the NBA could be a result of additional cytoplasmic differences between the zygotes of an isogenic litter. The cytoplasmic component of variance was calculated to account for 20–50 % of the total variation (s2t) for body weight.

“Umwelt”‐Komponente der phänotypischen Variabilität bei Inzuchtmäusen (AKR/N, C57BL/6) durch das Eizytoplasma determiniert?

Das Körpergewicht erwachsener Mäuse wurde an den Partnern künstlich erzeugter eineiiger Zwillinge (MZT), zweieiiger Zwillinge (DZT) und in natürlichen Geschwistergruppen (NBA) der Stämme AKR/N und C57BL/6 gemessen und verglichen. Unter Berücksichtigung von Stamm und Geschlecht wurden die Gesamtvarianzen (s2i), die Varianzkomponenten innerhalb der Zwillings‐bzw. Geschwistergruppen (s2w), zwischen den Zwillings‐ bzw. Geschwistergruppen (s2b) sowie die intra‐individuelle Varianzkomponente (s2i) bestimmt und die s2w der Gruppen miteinander verglichen.

Alle Varianzkomponenten müssen bei Inzuchttieren als “Umwelt”‐bedingt angenommen werden. Die MZT und NBA unterscheiden sich auffällig in der Größe der Komponente s2w. Sie beträgt bei MZT nur 10–30 % der bei NBA oder der bei DZT gemessenen. Bei den MZT scheint ebenfalls s2t vermindert zu sein. Die DZT insbesondere des AKR‐Stammes zeigen vergrößerte s2t bedingt durch ein Anwachsen aller drei Teilkomponenten.

Allein die Varianzkomponente s2w der MZT ist tauglich, urn diejenigen Umwelteinflüsse, die nach der Teihing auf die Zygoten der MZT‐Partner einwirken, zu beschreiben, da beide MZT‐Partner identische Geno‐ und Plasmatypen der gemeinsamen Eizelle besitzen. Für die Vergrößerung von s2w bei NBA oder DZT (die im nuklearen Genotyp mit den MZT des gleichen Inzuchtstammes übereinstimmen sollten) werden zusätzliche Differenzen, nämlich solche der zytoplasmatischen Ausstattungen der isogenetischen Eizellen verantwortlich gemacht. Für diese zytoplasmatische Varianzkomponente wird ein Anteil von 20–60% der Gesamtvarianz der Körpergewichte dieser Mäuse abgeschätzt.