Questo ibrido ha tre attributi che lo rendono estremamente adatto all’analisi genetica con particolare riferimento all’analisi genetica dell’uomo.

  1. I cromosomi delle due specie sono molto diversi in ampiezza, morfologia e costituzione biofisica. Quelli del topo sono acro centrici, quelli dell’uomo sono metacentrici per lo più e possono raggrupparsi in 10 gruppi in base alla lunghezza e alla posizione del centromero. I cromosomi del topo possiedono un tipo unico di DNA satellite che non si trova nel genoma umano.
  2. La costituzione amino acida della maggior parte delle proteine omologhe è differente nell’uomo e nel topo. Il numero dei marcatori a disposizione sarebbe quindi enorme; in realtà il loro numero è limitato dall’attuale disponibilità di tecniche per discriminare tra forma umana e di topo per particolari proteine o enzimi. Il metodo discriminativo più comunemente usato è l’elettroforesi.
  3. I cromosomi umani in tale tipo d’ibrido sono persi in maniera preferenziale per cui sarà possibile associare la perdita o la ritenzione di una particolare funzione con un cromosoma che sarà perso o ritenuto. Uno dei primi risultati ottenuti con questo ibrido è stato quello del mappaggio della timidina-chinasi nell’uomo (Siniscalco M. (1969) – Ibridi cellulari somatici Atti A.G.I. vol. 15 pag. 15). L’ibrido uomo-topo fu ottenuto da cellule di topo resistenti a 30 µg/ml di 5BUdR (TK-) e da cellule umane normali (TK+) messe in co-coltura in rapporto 100 : 1. La selezione degli ibridi è stata fatta su terreno HAT. L’ipotesi di lavoro è semplice: poiché la sopravvivenza in questo terreno richiede la presenza di TK+, tutte le cellule ibride selezionate dovranno avere questo gene e la sua localizzazione dovrà essere su un cromosoma umano. Se questa coltura è posta in presenza di 5BUdR, tutta la popolazione ibrida dovrà essere eliminata a controprova che essa possiede il gene TK+.  Dopo 30 generazioni in HAT le cellule ibride sono state poste in tre terreni:

                    I.            HAT

                  II.            Terreno Standard

                III.            5BUdR

Continuando la coltivazione si ha una continua eliminazione di cromosomi umani fino quasi a ristabilire il cariotipo della linea del topo; nel primo terreno sopravvivranno gli ibridi che trattengono il cromosoma sul quale c’è il gene TK+; nel secondo terreno sopravvivranno sia quelli che hanno questo cromosoma sia quelli che l’hanno perso; nel terzo terreno sopravvivranno solo quelli che mancano di detto cromosoma. Facendo il cariotipo dei tre gruppi di cellule ibride in tempi diversi si può stabilire su quale cromosoma è localizzato il gene per la TK. Poiché il gene umano TK+ permette la vita alle cellule poste in HAT e che le varianti 5BUdR-resistenti mancano di tutti i cromosomi umani del gruppo E, si può ritenere che TK è localizzato su un cromosoma del gruppo E.

Altri esperimenti (Ham R. (1965) – Clonal growth of mammalian cell in a chemically defined synthetic medium – Proc.Nat.Acad.Sci. USA n. 53 pag 288) hanno confermato la localizzazione del gene TK su un cromosoma del gruppo E e precisamente sul cromosoma 17; però durante questi esperimenti è stato notato un clone cellulare, presunto ibrido, che cresceva nel terreno HAT malgrado avesse perso tutti i cromosomi umani o comunque i sub metacentrici (gruppo E). All’analisi elettroforetica la timidina-chinasi prodotta da questo clone di cellule risultava di tipo umano; questo fatto si può spiegare solo ammettendo una traslocazione del locus TK+ dal cromosoma umano a un cromosoma del topo. Le traslocazioni e le rotture cromosomiche sono i fattori che possono maggiormente invalidare la localizzazione di un gene. Questo è un pericolo frequente perché è noto che le cellule coltivate in vitro per lungo tempo vanno incontro a riarrangiamenti cromosomici piuttosto drastici.

Perché un’associazione tra geni o una localizzazione di un gene su un cromosoma abbiano una validità oggettiva, bisogna che siano rispettati alcuni presupposti. In particolare per l’ibrido uomo-topo si deve assumere che:

  1. I cromosomi umani devono essere persi a random e progressivamente.
  2. I cromosomi umani devono segregare come unità integre vale a dire che i riarrangiamenti devono accadere raramente.
  3. I cloni ibridi devono essere indipendenti e omogenei.
  4. I geni umani devono essere costitutivi, vale a dire che la loro espressione non deve essere influenzata dallo stato interno dell’ibrido.
  5. I fenotipi biochimici (isoenzimi) del topo e dell’uomo devono poter essere distinti l’uno dall’altro.
  6. I cromosomi dell’una e dell’altra specie devono essere distinguibili tra loro.