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模式生物(Model Organisms)-中

  • 2020-07-18
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以下简述几种重要的模式生物以及他们的贡献: 大肠桿菌:通常简写为E.coli,是人体和其他恆温动物肠道中最主要的革兰氏阴性菌,也是现代生物学研究最多的原核生物;在微生物学的研究中,大肠桿菌是首先被发现接合现象(Conjugation)的菌种;其基因组(Genome)已经定序完成,共具有460万个硷基对,约含4400个基因。模式生物(Model Organisms)-中图片源自酿酒酵母或麵包酵母:这是与人类关係最密切的一种酵母,也是分子生物学和细胞生物学的真核模式生物,角色类似于原核的大肠桿菌,是第一个完成基因组定序的真核生物,具有1200万个硷基对,约有6275个基因,其中大约5800个是真正有功能的基因,且估计有23%与人类同源,是研究真核细胞的重要工具。

模式生物(Model Organisms)-中图片源自线虫:体长约1mm,身体透明且构造简单,从受精卵发育为成体仅需三天半的时间,容易取得也容易在实验室里培养,每一只线虫在发育的过程中共产生1090个细胞,是从同一个受精卵细胞分裂而来,提供科学家追蹤细胞发育与分化的线索;而成体时剩下959个细胞,有131个细胞在发育过程中凋亡,是研究细胞凋亡调控机制的优良材料,获得2002年诺贝尔生理医学奖的计画性细胞凋亡(Programmed cell death; PCD)研究,便是使用线虫为材料。线虫是第一个完成基因组定序的多细胞动物,其基因组含有近1亿个硷基对,约有19000个基因,大多数的个体是雌雄同体,同时可以製造卵和精子,方便研究隐性突变基因的表现。

线虫曾经在2003年被哥伦比亚号太空梭带上太空,2006年诺贝尔生理医学奖颁给研究RNA干扰(RNA interference; RNAi)的科学家,以及2008年诺贝尔化学奖颁给研究绿萤光蛋白(Green fluorescent protein; GFP)的科学家,也都是利用线虫为材料,在基因表现与调控的研究领域,线虫具超级模式生物的地位。模式生物(Model Organisms)-中图片源自果蝇:又称为黑腹果蝇,是遗传学和发育生物学重要的模式生物之一,自摩根(Morgan, T.H.)在二十世纪初採用以研究遗传模式后,果蝇广受欢迎,是1933年、1946年及1995年诺贝尔生理医学奖得主的实验材料。果蝇的生活史短、从卵到成虫只需约两个星期、子代众多、突变型多、具有巨大染色体方便进行基因定序;其基因体在2000年时定序完成,共有1亿6千5百万个硷基对,约含13700个基因,基因体中约有65%是非编码序列。果蝇在胚胎发育的过程中,由一套基因决定成虫体节的对称分布,而这套基因普遍存在于各种昆虫到人类的基因组中,因此提供研究发育模式的资讯。此外约75%人类疾病的基因也存在于果蝇的基因体中,因此果蝇也成为研究人类疾病的模式生物,包含探讨老化现象、氧化压力、糖尿病、部分癌症、药物滥用以及神经退化的疾病,如帕金森氏症(Parkinson’s disease)、杭丁顿氏症(Huntington’s disease)以及阿兹海默症(Alzheimer’s disease)等。模式生物(Model Organisms)-中图片源自

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