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线虫知识

2020.4.21
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王辉

致力于为分析测试行业奉献终身

2002 生理或医学奖 Sydney Brenner John E Sulston H. Robert Horvitz

这三位科学家以构造简单的线虫为研究对象,在观察线虫的细胞生长分化过程中,发现多个能够调控器官发育与细胞程序性死亡的基因;并且证明包括人类在内的高等生物体内也有相对应的基因存在。

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2006 生理或医学奖 Craig C.Mello Andrew Z.Fire

利用线虫阐明了RNA干扰(RNA interference, RNAi)的机制。

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2008 化学奖 Osamu Shimomura Martin Chalfie 钱永健(Roger Tsien)

三位科学家在绿色荧光蛋白(GFP)的发现和应用方面所做出了杰出贡献,其中Chalfie的主要贡献是首次利用线虫证明了GFP在多细胞生物中的应用前景。

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是谁将这条小虫挑上了科学殿堂?

秀丽隐杆线虫(C.elegans,简称线虫)是上个世纪七十年代才开始被人们用来作为模式生物的,把它带进科学殿堂来的是当时在剑桥大学的Sydney Brenner。

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来源:www.africansuccess.org

Brenner于1927年出生于南非,1954年在牛津大学获得博士学位。1953年春,Brenner有幸成为少数几个最早了解Watson和Crick DNA双螺旋结构的人员之一。之后他加入了位于剑桥大学的卡文迪许(Cavendish)实验室,和Crick一起开展分子生物学研究。

作为第一代的分子生物学家,Brenner在信使RNA(mRNA)和转移RNA(tRNA)概念的提出,中心法则思想的形成等过程中均发挥了举足轻重的作用,他最早用实验证明了编码蛋白质的遗传密码是三联密码子,并报道了移码突变的现象。

在他尚未荣获诺贝尔奖(2002年)之前,曾有人问Watson,为什么Brenner还没有获奖,Watson说,Sydney能够得奖的工作太多,以致颁奖委员会无法决定其获奖内容,这虽是一句玩笑,但也道出了Brenner在分子生物学领域的杰出贡献。

60年代末,Brenner意识到分子生物学作为一门学科已经基本确立,激动人心的初创阶段已经过去,他需要寻找新的科学领域去探索和征服,此时的他最想了解的是发育和神经系统所呈现出的复杂性。

在Brenner涉足之前,已有很多科学家利用其它模式生物,如海胆、大乌贼、两栖类、小鼠等在这两个领域中开展了大量工作,取得了重要的成果,但Brenner认为这些系统仍然太过复杂,难以着手研究,他需要一种新的模式生物来研究他所关心的领域,正如他在1963年写给剑桥科学委员会的信中所言:“我们需要一种生命周期短的多细胞生物,这种生物应该满足个体小,容易培养,可如同微生物一样进行大批量操作的条件。构成身体的细胞数量相对较少,可以对构成细胞的形态和谱系进行穷尽性研究,可以开展遗传分析。” Brenner的最终选择便是——秀丽隐杆线虫。

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秀丽隐杆线虫(雌雄同体)解剖结构 来源:http://post.queensu.ca/~chinsang/research/c-elegans.html

Brenner实验室花了近十年的时间,才发表了第一篇有关线虫的文章,可谓是十年磨一剑。1974年,他们在Genetics上发表了题为《Genetics of Caenorhabditis elegans》的文章,公布了线虫基因的物理图谱,标志着对线虫的研究正式拉开帷幕。

此后,包括Brenner实验室在内的许多研究小组利用线虫的研究中产生了一批重要的原创性发现:

随后,细胞程序性死亡的现象在其它物种的发育过程中也被发现,并且证明这是正常发育过程所必需的,参与这一过程的基因在各物种间具有高度的保守性。

小小线虫凭什么引起了科学家的关注?

因为线虫具备的以下这些特性完全符合了Brenner当初的预想:

线虫的生命周期来源:http://www.scq.ubc.ca/genetic-studies-of-aging-and-longevity-in-model-organisms

生命科学研究的新宠

线虫已成为发育生物学、神经生物学、基因功能研究的新宠。

要了解线虫,以下网站你不能错过

Wormbase

http://www.wormbase.orgwww.wormbase.org

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WormBase is an international consortium of biologists and computer scientists dedicated to providing the research community with accurate, current, accessible information concerning the genetics, genomics and biology of C. elegans and related nematodes.

Wormbook

WormBookwww.wormbook.org

图10.jpg

WormBook is a comprehensive, open-access collection of original, peer-reviewed chapters covering topics related to the biology of Caenorhabditis elegans and other nematodes.

美国明尼苏达大学的线虫遗传中心

http://www.cbs.umn.edu/CGCwww.cbs.umn.edu

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作为一个公益性的研究机构对外提供各种线虫的突变品系,几乎涵盖了线虫所有的基因。


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