今天要跟各人介绍的是我的一位老伴侣——线虫动物门的秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans,C. elegans)。之所以说老伴侣,是因为我已经与它打交道超越3年的时间了,也很等待有那么一个时机给各人介绍介绍它。
可能各人起首留意到的是它的中文名字「秀丽」,那其实来自于它的英文「elegans」,也就是「文雅」的意思。那个名字是1900年初次发现它的法国粹者Émile Maupas所取的,并且也获得十分地贴切。
运动身形漂亮的秀丽线虫
(https://mmbiz.qlogo.cn/mmbiz_gif/elicmjfiaiaPY74hdIUzvrib687FQHic1abDuLdf4Plr2YXyAnRDYGiaWfAmEA4je1Sf68n3vt8hDk7ibly6b0kC5un5w/0?wx_fmt=gif)
之前我们也提到,秀丽线虫属于线虫动物门,而与它同门的亲戚,此中之一就是臭名远扬的蛔虫(Acaris
lumbricoides)。可别那么快皱眉头,秀丽线虫可与那些专营寄生的「不利亲戚」差别,它是一种非寄生的线虫,次要以细菌为食,因而不具有任何致病性。虽然在1900年已经被发现,但是实正让秀丽线虫成为热门的形式生物,还得归功于Sydney Brenner于1963年对线虫停止的发育生物学和神经科学的研究。从那时候起头至今五十多年的时间里,已经有三个诺贝尔奖是间接应用它来停止的研究,可见它关于科学界的重要性。秀丽线虫的成虫通体通明,只要约1毫米的长度,寿命约两到三周,而生殖周期则更短——只要3天,每条成虫能够产生约300个摆布的卵,所以我们能够在尝试室中以短时间、多量量地产生需要的尝试线虫,十分合适停止尝试研究(一般我们在尝试室中会先在琼脂盘上养上大肠杆菌,然后秀丽线虫就能够在上面保存了)。
培育秀丽线虫的琼脂盘(图片出处见盘标)
同时,秀丽线虫还有一个非常奇特的性别系统,它的两个性别别离是雄性和雌雄同体。雌雄同体的线虫本身既含有精巢也有卵巢,所以能够在没有雄性的情况下实现自体繁衍;而雄性只要一套生殖系统,所以不克不及实现自体繁衍,只能通过雌雄同体停止双性繁衍。那一点关于我们操纵线虫停止尝试研究具有非常重要的意义。一般情况下我们通过培育雌雄同体的线虫,并操纵它的自体繁衍,就能够包管那一线虫基因型停止不变遗传,不会变;另一方面,雄性的存在,也能够为我们在线虫中引入其它的基因型而停止杂交,供给便当。
差别期间的秀丽线虫(图片出处WormBook)
操纵秀丽线虫停止研究的长处可不行以上那些。秀丽线虫的基因组十分的小,只要1亿个碱基对,基因组内包罗了6条染色体和1条线粒体基因组,因而秀丽线虫成为了世界上第一种完成全基因测序的多细胞生物(1998年颁发)。
别的还有一个「一」愈加的了不得——秀丽线虫是当今世界独一一个身体中所有细胞都能被逐个清点归类的生物。什么意思呢?我们都晓得生物个别一起头都是由受精卵的一个细胞,通过不竭的细胞团结与分化发育而成的,简单来说就是「一分二、二分四、四分八……」。雌雄同体的秀丽线虫成虫有959个别细胞(雄虫有1031个),而那959个细胞别离是由哪个细胞团结而来、位置在哪,科学家们都已经逐个确定。那一项伟大的工做是由Brenner尝试室的另一名英国科学家John Sulston于1983年完成的。各人要晓得,在七八十年到的时候,我们还没有现在的种种先辈仪器,Sulston是若何一个个确定并绘造那些细胞的谱系图的呢?没错,端赖肉眼数!Sulston就在显微镜中,从一个受精卵起头,一步一步地硬是不断数到了成虫总共1090个细胞(此中有131个细胞在发育过程中发作了凋亡),并把那每一个细胞的谱系和位置都绘造了出来。可见下图。
Sulston在显微镜下察看的秀丽线虫受精卵(Sulston
J等,1983)Sulston绘造的团结起头270分钟的秀丽线虫受精卵(Sulston J等,1983)
Sulston以坚忍不拔的毅力完成的那个功效,使得科学家们可以在活体线虫的单个细胞程度长进行遗传发育调控机造的研究。在Sulston的根底上,美国科学家Robert Horvitz等在线虫中提醒了细胞法式性灭亡(凋亡)的遗传调控机理。所以在2002年,为了表扬Brenner、Sulston和Horvitz三人的凸起奉献,他们配合分享了昔时的诺贝尔心理学或医学奖。
现在,科学家们操纵秀丽线虫停止着各类方面的研究,包罗细胞凋亡机理、细胞的根本活动、神经系统发育、人类基因功用与疾病、衰老,以至动物睡眠研究等各方面,可谓奉献卓越。
文章的最初给各人赏识一张我曾经拍摄的以差别脂量荧光染料染色秀丽线虫的照片吧。
动图还能够看那个
https://mmbiz.qlogo.cn/mmbiz_gif/elicmjfiaiaPY5jFsbdZIuuNroSLZydCCUWpicPxrVNNfkvl2A0VPHsboialniaRRjIWPNy55hmRJ8R8YjbEOccxkCnw/0?wx_fmt=gif
扩展阅读【兴趣形式生物】微如草芥,却奉献庞大——拟南芥
【兴趣形式生物】在家也能养的「水中小白鼠」——斑马鱼
【兴趣形式生物】开启诺奖之门的小虫豸——黑腹果蝇
【兴趣形式生物】与人类「互惠共生」的大肠杆菌
【兴趣形式生物】疾病模子?放着我来——小鼠