秀麗線蟲電子教案.doc

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1、秀麗線蟲精品文檔秀麗線蟲的研究進(jìn)展摘要：秀麗線蟲(Caenorhaditselegans)是研究動物遺傳、個體發(fā)育及細(xì)胞生命活動的重要模式動物。近年來利用線蟲這種模式生物已經(jīng)在生命科學(xué)的許多領(lǐng)域取得了突破性的研究成果：信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、衰老、細(xì)胞凋亡、熱應(yīng)激反應(yīng)、環(huán)境科學(xué)、性別決定、神經(jīng)肌肉發(fā)育、細(xì)胞分化、神經(jīng)分化誘導(dǎo)和行為認(rèn)知等。關(guān)鍵詞：秀麗線蟲;衰老；細(xì)胞凋亡；環(huán)境科學(xué)；性別決定；神經(jīng)分化誘導(dǎo)；行為認(rèn)知導(dǎo)言：秀麗隱桿線蟲(Caenorhabditiselegans)在當(dāng)代生命科學(xué)的發(fā)展過程中起著舉足輕重的作用。近年來，隨著人們對其的研究日益深人，秀麗隱桿

2、線蟲以其獨(dú)特的優(yōu)勢成為生物學(xué)家借以了解諸多基本生命現(xiàn)象的優(yōu)良。近年來，國際上以秀麗線蟲為實(shí)驗(yàn)材料的生命科學(xué)研究取得了重要突破，分別在2002年和2006年兩次獲得諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎。在國內(nèi)，越來越多的科研人員開始將秀麗線蟲應(yīng)用于自己的研究領(lǐng)域。20世紀(jì)60年代，分子遺傳學(xué)的奠基人之一Brenner在和Crick等人一起確立了分子遺傳學(xué)的中心法則以后，感到分子生物學(xué)的主要問題已經(jīng)解決，生物學(xué)的未來應(yīng)著眼于發(fā)育生物學(xué)和神經(jīng)生物學(xué)等復(fù)雜問題的研究。Brenner收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請聯(lián)系管理員刪除精品文檔試圖尋找一種比果蠅更簡單的、具有神經(jīng)細(xì)胞的多細(xì)胞生物來

3、探索個體及神經(jīng)發(fā)育的遺傳調(diào)控機(jī)制。在經(jīng)過了一系列的嘗試后，他最終選擇了秀麗線蟲(C.elegans)為研究對象。在此之前，Nigon和Dougherty等已經(jīng)在秀麗線蟲的營養(yǎng)生長和有性生殖等方面做了許多前期工作。1、線蟲作為模式動物的優(yōu)勢線蟲的飼養(yǎng)條件具有簡單、廉價(jià)、易操作的特點(diǎn)，線蟲成蟲體長1mm,身體半透明,以大腸桿菌為食餌,從受精卵發(fā)育到成蟲僅需不到四天時間。在自然狀態(tài)下線蟲是一種可以自我繁殖的雌雄同體生物,因此繁殖起來也很迅速,這種能自我繁殖的能力還非常有利于得到具有同一基因結(jié)構(gòu)的純合體線蟲。另外,秀麗線蟲還存在一種雄性個體,它不能自我繁殖,

4、必須與雌雄同體的線蟲交配才可繁衍后代。利用雄性個體,人們可以將突變基因從一種線蟲轉(zhuǎn)移到另一種線蟲中去。線蟲還可以像培養(yǎng)細(xì)胞一樣保存在-80℃。這一優(yōu)勢是果蠅和小鼠等模式生物所不具備的。秀麗線蟲是第一個完成基因組測序的動物,它的約20000個基因中有40%和人類基因具有同源性。同時,秀麗線蟲還具有完備的發(fā)育和解剖學(xué)特征和復(fù)雜的遺傳學(xué)特征。2、秀麗線蟲的研究領(lǐng)域秀麗線蟲的基因操作便捷,可十分方便地進(jìn)行轉(zhuǎn)基因、RNA收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請聯(lián)系管理員刪除精品文檔干涉和突變體篩選等研究。近年來利用線蟲這種模式生物已經(jīng)在生命科學(xué)的許多領(lǐng)域取得了突破性的研究成果：

5、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、衰老、細(xì)胞凋亡、熱應(yīng)激反應(yīng)、環(huán)境科學(xué)、性別決定、神經(jīng)肌肉發(fā)育、細(xì)胞分化、神經(jīng)分化誘導(dǎo)和行為認(rèn)知等3、秀麗線蟲的研究秀麗線蟲目前已成為研究細(xì)胞凋亡、神經(jīng)發(fā)育以及學(xué)習(xí)和記憶等多種復(fù)雜生命現(xiàn)象調(diào)控機(jī)的重要模式生物之一。3.1秀麗線蟲(Caenorhabditiselegans)與低氧適應(yīng)（細(xì)胞凋亡）持續(xù)低氧可在數(shù)分鐘之內(nèi)導(dǎo)致哺乳動物神經(jīng)元和肌肉組織嚴(yán)重?fù)p傷,引發(fā)中風(fēng)、心臟病等并伴隨細(xì)胞死亡。而在無脊椎動物秀麗線蟲的低氧應(yīng)答通路和人類的相關(guān)通路之間具有高度的保守性,低氧也可引發(fā)細(xì)胞損傷和死亡,啟動一系列相關(guān)反應(yīng),從而適應(yīng)低氧環(huán)境并對更嚴(yán)重的缺氧損傷

6、起保護(hù)作用。低氧能夠引起秀麗線蟲發(fā)生相應(yīng)的生理和行為學(xué)變化,并可保護(hù)機(jī)體免受缺氧損傷。秀麗線蟲的低氧誘導(dǎo)因子(HIF21)的恒定性調(diào)控通路和人類的相應(yīng)通路之間具有高度保守性,因此秀麗線蟲也已成為研究低氧應(yīng)答調(diào)控通路進(jìn)化保守性的重要工具之一。對于秀麗線蟲而言,只要有充足的食物,即使氧濃度降到2%時也能夠維持機(jī)體的正常代謝。當(dāng)氧濃度低到1%時,秀麗線蟲的機(jī)體代謝率才會下降為正常的50%,而此時秀麗線蟲仍然能夠發(fā)育和繁衍后代。當(dāng)氧濃度在0.25%到1%之間時,秀麗線蟲的低氧應(yīng)答通路被激活,收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請聯(lián)系管理員刪除精品文檔在近乎無氧環(huán)境下進(jìn)入休眠

7、狀態(tài)。秀麗線蟲的這種適應(yīng)能力可使其盡可能減少外界環(huán)境對機(jī)體的損害。目前也已發(fā)現(xiàn)0.01%～0.1%的氧濃度是秀麗線蟲的致死濃度。缺氧是造成神經(jīng)系統(tǒng)損傷的重要原因,臨床上以缺血缺氧性腦損傷為主的腦血管疾病對于患者乃至整個社會帶來極大負(fù)擔(dān),通過對秀麗線蟲在低氧情況下的應(yīng)答研究，將為了解人類心腦血管性疾病的發(fā)病機(jī)制和尋找新的治療手段提供重要線索。3.2秀麗線蟲(Caenorhabditiselegans)壽命的調(diào)控機(jī)制（衰亡）秀麗線蟲(Caenorhabditiselegans)是一種研究衰老調(diào)控機(jī)制的很好模型，秀麗線蟲的衰老與新陳代謝的調(diào)控密切相關(guān)。大量

8、的遺傳學(xué)和基因組學(xué)研究表明,代謝調(diào)節(jié)是壽命調(diào)節(jié)中的一個顯著特征。延長人的壽命，延緩衰老是人們非常關(guān)心的問題。