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生命科学研究中常见模式生物简介

深圳市三经伟创实业发展有限公司

2015/12/14 10:27:23

     模式生物由于其结构简单、生活周期短、培养简单、基因组小等特点,在生物医学等领域发挥重要作用。模式生物作为材料不仅能回答生命科学研究中zui基本的生物学问题,对人类一些疾病的治疗也有借鉴意义。常见的模式生物有有真菌中的酵母,原核生物中的大肠杆菌,低等无脊椎动物中的线虫,昆虫纲的果蝇,鱼纲的斑马鱼,哺乳纲的小鼠以及植物中的拟南芥。

    1 模式生物的研究历史

    早期的生命科学研究,人们总是用一些常见的生物作为材料,所用生物就是研究的目的,并没有模式生物的概念。随着科学的发展,有关生命的知识越来越多,急需将这些凌乱的知识有系统的进行整理,全面的理解生命的整体过程。但同时,人们的精力是有限的,不可能将所有的生物均一一研究,这是一些有代表性的生物就被选择出来进行研究,这是模式生物出现的原动力。同时在医学领域中,因为伦理问题,一些试验不可能用人来作为试验材料,而不得不寻找可靠的替代物,这是模式生物出现的另一个推动力。

    1.1拟南芥的研究历史

    拟南芥(Arabidopsis thaliana)与白菜、油菜、甘蓝等经济作物一样属于十字花科,其本身没有明显的经济价值。历*对拟南芥的烟酒刻意追溯到16世纪,在1943年Laibach详细阐述了拟南芥作为模式生物的优势,并促成了1965年在德国召开的一届拟南芥会议。但真正作为模式生物进行研究还是近20年的事。1986年,Meyerowitz实验室报道了对拟南芥一个基因的克隆(Chang C, 1986),1988年发表了拟南芥基因组的*RFLP图谱,在此之后的几年中,相继报道了T-DNA插入突变基因的克隆、基于基因图谱的基因克隆等。并在2000年完成了基因组全序列的测序工作(The Arabidopsis Genome Initiative. 2000),成为*个被完整测序的植物。

    1.2秀丽线虫的研究历史

    秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)在当今的生命科学研究中起着举足轻重的作用。20世纪60年代,Brenner在确立了分子遗传学的中心法则以后,为探索个体及神经发育的遗传机制,而zui终选择了秀丽线虫这一比果蝇更简单的生物。并在1974年在Genetics上发表文章,在这篇文章中详细描述了秀丽线虫的突变体筛选、基因定位等遗传操作方法(Brenner S. 1974)。为秀丽线虫作为模式生物进行个体发育的遗传研究奠定了基础。

    1.3果蝇的研究历史

    黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)属于昆虫纲的双翅目,20世纪初Morgan选择黑腹果蝇作为研究对象,建立了遗传的染色体理论,奠定了经典遗传学的基础并开创利用果蝇作为模式生物的先河。20世纪80年代以后针对果蝇的基因组操作取得重大进展,并发展出一系列的有效技术。2000年,果蝇的全基因组测序基本完成,全基因组约165Mb(Wan Y Q, 2006)。

    1.4斑马鱼的研究进展

    斑马鱼(Danio rerio)是属于辐鳍亚纲鲤科短担尼鱼属的一种硬骨鱼。20世纪70年代美国遗传学家George Streisinger注意到斑马鱼的优点,并开始研究其养殖方法、胚胎发育等,并发展一些相关的遗传学技术。并在Nature上发表了关于斑马鱼体外受精、单倍体诱导技术相关的论文(Streisinger G, 1981)。到20世纪90年代初,德国发育生物学家Christine Nusslein-Volhard以及美国哈佛大学的Wolfgang Driever博士的研究组同时开始对斑马鱼进行大规模化学诱变研究(Driever W, 1996)。

   1.5小鼠的研究历史

    小鼠属于哺育纲啮齿母鼠科小鼠属,目前在生物医学研究领域广泛使用的是小家鼠(mus musculus)。1902年哈佛大学的Castle在孟德尔遗传学研究的影响下开始小鼠的遗传学研究,并对小鼠的遗传和基因变化进行了系统的分析。1982年报道了携带有外源基因的转基因鼠,1998年在克隆羊Dolly羊出生后1年,克隆小鼠在夏威夷诞生,2002年小鼠基因组全序列测序完成,从2005年开始,大规模的基因删除研究开始在美国、欧盟和加拿大实施(Lin Z Y, 2006)。

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