发育生物学模式动物
生命科学研究中常用模式生物

生命科学研究中常用模式生物生命科学研究中,模式生物是指研究中常用的一些物种,它们具备生物学研究所需的优点和特征,例如生长速度快、生命周期短、实验条件易于控制、遗传变异小等。
这些物种广泛分布于生物界不同的门、纲、目、种等级别之下,包括细胞、组织、器官和整个个体等层次,涵盖了生命科学的各个领域,成为生物学研究中的重要工具和突破口。
下面列举几种常见的模式生物。
1. 酵母菌(Saccharomyces cerevisiae)酵母菌是一种真菌,是生物制造酒、发酵面包等饮食品的重要材料之一,由于其在生命科学研究中的应用广泛,成为了模式生物的代表之一。
酵母菌具有生长速度快、细胞结构简单、基因与人类保守程度高等优点,是研究基因功能、基因表达和细胞周期等生命科学问题的理想模型。
目前,酵母菌已成为遗传学、细胞生物学、分子生物学研究中的重要工具,在人类遗传疾病研究中也有着广泛的应用。
2. 拟南芥(Arabidopsis thaliana)拟南芥是一种小型花草,是植物遗传学和发育生物学的经典模式生物。
它具有生命周期短、遗传变异小、基因组规模小等特点,同时具备发育过程完整、花草特征鲜明等优点,是研究植物系统生物学、基因表达、发育调控和代谢调节等方面的良好模型。
通过拟南芥的基因克隆、表达及遗传变异等研究,已经取得了一些重要进展,并在植物基因研究、转基因技术、抗逆性育种等方面有着广泛的应用。
3. 果蝇(Drosophila melanogaster)果蝇是小型昆虫之一,是生命科学研究中的著名模式生物之一。
它具有短寿命、繁殖能力高、体积小、适应各种实验条件等优点,是研究生物发育、遗传学、神经科学和行为学等方面的常用模型。
在果蝇体内,有大量基因表达分析和基因功能研究的数据可供使用,基因与功能关系的系统知识图谱呈现出极其丰富的信息,有助于我们更好地理解生命科学的基本问题。
4. 斑马鱼(Danio rerio)斑马鱼是一种水生动物,同时也是一种非常重要的模式生物。
第2讲 发育生物学研究中的常用模式生物

鸡
受精卵 卵裂(输卵管内) 胚囊形成 19-21天 原肠胚形成 神经系统发育 82天 组织器官形成 羽化 雏鸡 成熟鸡 平均寿命:7年
2讲 57 2讲 58
9
Chicken Timeline
BC 384 - 322 Aristotle, 鸡胚胎学 1651 William Harvey, 血液循环 1672 Marcello Malpighi,鸡发育的显微镜下的解释 1767 Kaspar Friedrich Wolff, 在鸡发育过程中心脏和血 管的发育及重新建立 1951 Hamburger & Hamilton,将鸡的发育分为46个时期, 并每个时期有明确的定义 2004 鸡基因组草图的完成
倍数(基因的拷贝数,少) 隐性突变的难易度(容易) 基因(实验)操作(方便) 基因组大小(适中)
模式生物的优缺点
• Xenopus laevis: 独立发育,缺少遗传学研究 • Chick: 易观察、手术操作容易,缺少遗传学研究 • Zebrafish: 易观察,遗传操作容易,基因拷贝数多 • Mouse: 有较好的遗传学研究,体内发育 • Drosophila: 完善的研究方法,保种困难 • C. elegans: 细胞数少,传代容易,保重方便,结构简单 • Arabidopsis thaliana: 开花植物, 双子叶植物
第2讲发育生物学研究中常用的模式生物?2讲?1?海胆strongylocentrotus?purpuratus?sea?urchin??2讲?5?常用的模式生物?海胆?sea?urchins?strongylocentrotus?purpuratus??线虫?????nematode?caenorhabditis?elegans?果蝇???fruit?fly?drosophila?melanogaster??非洲爪蟾south?african?clawtoed?frog??xenopus?laevis???斑马鱼?????zebrafish?danio?retio?鸡????chick?gallus?gallus?鼠?mouse?mus?musculus?拟南芥
模式生物的发育生物学研究

模式生物的发育生物学研究发育生物学是研究生物体从单个细胞到高度组织化的复杂生物结构形成过程的学科。
模式生物作为发育生物学的研究对象,因其较为固定的发育过程和广泛的研究应用价值而备受关注。
一、什么是模式生物模式生物指的是被广泛研究、发育过程高度保守、遗传背景及生理机制较为清晰的生物种类。
常用模式生物包括小鼠、果蝇、斑马鱼、线虫、拟酵母等。
模式生物的发育研究对理解生命的起源和进化、治疗人类疾病等方面有着重要的应用价值。
二、模式生物发育生物学中的研究成果1、基因调控模式生物的发育研究中,重要的方面之一是基因调控。
基因表达的调控是发育过程中重要的步骤,它在胚胎发育、组织形态和器官发育等方面都发挥着至关重要的作用。
通过对模式生物的研究,可以研究在发育不同阶段基因的表达情况,以及在不同结构形成过程中的调控机制。
例如,在小鼠的发育过程中,一些基因的表达可以唤醒干细胞,然后形成新的细胞和组织。
2、发育生长和分化模式生物的发育研究也关注细胞增殖、组织生长和分化等方面。
细胞增殖和分化是多细胞生物发育中关键的环节。
例如,在果蝇的发育过程中,不同的干细胞会发育成不同结构的组织器官,而干细胞数量的控制也是决定器官大小和形状的重要因素。
3、生物学意义通过对模式生物的研究,发现和阐明了许多发育生物学基础知识。
例如,小鼠的研究为人类发展提供了许多线索,对医学领域中疾病的研究有很大的影响力。
斑马鱼的发育过程可以用来研究人类器官发育,拟酵母的发育研究也为细胞的基本知识提供了成熟的发育模式。
三、发展趋势和未来方向模式生物的发育研究是一项动态并且发展迅速的学科领域。
随着技术的发展和方法的不断创新,研究者们可以利用遗传学、细胞学、免疫学、细胞成像等跨学科技术手段,更加细致地研究模式生物的发育过程,从而进一步深化对生物学本质的认识。
未来的研究方向包括,但不限于,生物信息学研究、跨物种研究、人工智能技术在发育生物学中的应用等方面的创新。
结论模式生物的发育研究是非常重要的一项学科,它为我们更深入地了解生命本质、研究治疗人类疾病、开展生命科学研究等方面提供了重要线索和理论基础。
发育生物学研究领域中的模式生物——综述

发育生物学研究领域中的模式生物——综述摘要:模式生物在生命科学研究中有重要的作用,不仅能回答最基本的生物学问题,对人类的疾病治疗也有借鉴意义。
近年来随着分子生物学、发育生物学的发展及功能基因组计划的开展,模式生物的作用便显得越来越重要。
目前公认的用于生命科学研究的常见模式生物有噬茵体、大肠杆茵、酵母、线虫、果蝇、斑马鱼、小鼠、拟南芥等。
这8种常用模式生物对生命现象的揭密和人类疾病治疗的探索等都所做出了重大贡献。
对其在生命科学研究中的历史轨迹、各自优势、技术手段、热点研究、发展前景等系统而又简要的了解,有助于具体而又生动地体察到模式生物在今天生命科学发展中的重要地位和推动生命科学及医学进步的不可替代的巨大潜力。
关键词:模式生物;发育生物学;分子生物学;功能基因组;引言:在生物学发展之初,人们发现如果把关注的焦点集中在相对简单的生物上则发育的现象难题可以得到部分解答。
因为这些生物的细胞数量更少,分布相对单一,变化也较好观察。
并且由于进化的原因,细胞生命在发育的基本模式方面具有相当大的同一性,所以利用较低等级的物种来研究发育的共通规律是具有一定的可行性。
尤其是当我们在有不同发育特点的生物中发现共同的形态形成和变化特征时,就可以以此来建立发育的普遍原理,因此这种生物就显得尤为重要,我们称之为“模式生物”。
模式生物作为研究材料不仅能回答生命科学研究中最基本的生物学问题,对人类一些疾病的治疗也有借答意义。
目前,在重要杂志上刊登的有关生命过程和机理的重大发现,大多都是通过模式生物来进行研究的,常见的模式生物有病毒中的噬菌体(Bacteriophage),原核生物中的大肠杆菌(Escherichia coli),真菌中的酿酒酵母(Sacharo mycescerevisiae),低等无脊椎动物中的秀丽新小杆线虫(Caenorhabditiselegans),昆虫纲的黑腹果(Drosophilamelanogaster),鱼纲的斑马鱼(Danio rerio),哺乳纲的小鼠(Mus musculus)以及植物中的拟南芥(Arabidopsisthaliana)等。
常见的模式生物有

常见的模式生物有:[海胆]seaurchin是最早被使用的模式生物,主要用于早期发育生物学(受精,早期胚胎发育)。
1891年,HansDriesh在显微镜下把刚刚完成第一次卵裂的海胆胚胎一分为二,发现分开后的两个细胞各自形成了一个完整幼虫,证明了胚胎具有调整发育的能力.为现代发育生物学奠定了第一块观念里程碑.[黑腹果蝇]fruitfly,Drosophilamelanogaster主要用于遗传和发育研究其特点为:繁殖迅速,染色体巨大,易于进行基因定位.由14个体节构成的躯干完全对称,一套基因控制了这些体节从上到下的发生过程,这套基因普遍存在于从昆虫到人的基因组中,是决定机体左右对称布局形成的最基本因素。
[秀丽隐杆线虫]nematode,Caenorhaditiselegans特点:1)通身透明,长不过1mm2)身体中所有细胞能被逐个盘点并各归其类幼虫:556个体细胞,2个原始生殖细胞成虫:雌雄同体成虫:959个体细胞,2000个生殖细胞雄性成虫(偶见):1031个体细胞,1000个生殖细胞3)生命周期短,从生到死仅为三天半,使得不间断地观察并追踪每个细胞的演变成为可能4)把线虫浸泡到含有核酸的溶液中可实现基因导入[酵母]特点:1)是单细胞生物,可在基本培养基上生长,可通过改变物理或化学环境完全控制其生长2)在单倍体和二倍体的状态下均可生长,并可在实验条件下控制单倍体和二倍体之间的相互转换,这对其基因功能的研究十分有利3)有将近31%编码蛋白质的基因或ORF与哺乳动物编码蛋白质的基因有高度的同源性[斑马鱼]zebrafish和[非洲爪蟾]southAfricanclawedtoad是目前最常用的两种模式低等脊椎动物斑马鱼特点:1)产卵多,繁殖迅速2)胚胎通体透明,是进行胚胎发育机理和基因组研究的好材料非洲爪蟾特点:1)卵母细胞体积大,数量多,易于显微操作,还可制成具有生物活性的无细胞体系,易于生化分析,在卵母细胞减数分裂机理研究中有重要作用[小鼠]mouse17世纪开始用于解剖学和动物实验,经长期人工饲养选择培育,已育成千余个独立的远交群和近交系,是生物医学研究中广泛使用的模式生物,是当今世界上研究最详尽的哺乳类实验动物。
发育生物学——发育生物学模式生物

– 遗传背景清楚,有遗传操作的手段 – 表型分析容易 – 有利于回答和解决研究者关注的问题
模式生物
• 大肠杆菌(Escherichia coli )-- 原核
模式生物
• 酵母( Saccharomyces cerevisiae )
脊椎动物模式生物
• 两栖类--非洲爪蟾(Xenopus laevis)
• 10、你要做多大的事情,就该承受多大的压力。12/11/
2020 12:03:22 AM00:03:222020/12/11
• 11、自己要先看得起自己,别人才会看得起你。12/11/
谢 谢 大 家 2020 12:03 AM12/11/2020 12:03 AM20.12.1120.12.11
线虫 (Worm model)
特点: 1)易于养殖,成虫体长1mm,易冷冻保存; 2)全身透明,细胞数目少,发育中的细胞谱系(cell lineage) 几乎固定,并且易于追踪。 3) 第一个完成基因组测序的多细胞动物 (Science 1998年,共包含19099个基因)。性成熟短,生命周期短 (成体约2.5天),培养简单,易于诱变;便于进行遗传 突变筛选。
无脊椎动物模式生物
• 线虫( Caenorhabditis elegans )
线虫生活史
幼虫
线虫生活史
• 大部分为雌雄同体,自体受精方式产生后代; • 卵裂和胚胎形成后孵化为幼虫 (受精后14h),
幼虫经过4次蜕皮成为成体。
• 在食物不足、温度过高或线虫过多等不利条件 下,会进入持续幼虫阶段,可存活3个月,直 到遇到适宜条件。
发育生物学模式生物
模式生物 (Model organisms)
发育生物学常用模式动物

问题: 什么是模式动物? 模式动物有哪些共同特点? 如何选择模式动物完成实验?
什么是模式动物?
生物学家通过对选定的动物物种进行科 学研究,用于揭示某种具有普遍规律的 生命现象,这种被选定的生物物种就是 模式动物。
哪些是发育生学常 用模式生物?图片来源:百科常用模式生物的 共同特点?
图片来源:百科爪蛙(Xenopus laevis)
优势: 1. 取卵方便 2. 胚胎个体较大,方便进行实验胚胎学研究 3. 其早期胚胎发育很快 4. 卵裂期即区分出背腹轴 劣势:传代周期长,基因组不完全测序,异源四倍体,不宜 进行遗传学的研究 Xenopus何选选择模式动物!
总结
1. 发育生物学中模式动物的基本特征; 2. 发育生物学中常用的几种模式动物以及它们作为模式动物的优缺点; 3. 如何选择合适的模式动物作为研究对象进行实验研究。
课下思考题
如果想研究药物对动物生长发育影响的情况,你会选择哪些发育生物学模式 百科
黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)
优势: 1. 传代周期短(10-15天) 2. 遗传突变体多(自然突变和人工突变), 3. 基因组全部测序 4. 方便操作,便宜 劣势:很多o )
优势: 1. 胚胎数量多,且胚胎透明,体外发育 2. 基因组完全测序 3. 遗传突变体多 4. 实验操作手段丰富 5. 传代周期相对较短(2.5个月) 劣势:发育早期细胞的家系很难确定,体外实验有一定的困难。
1. 体型小 2. 易于饲养 3. 生命周期短 4. 胚胎有较强的可操作性 5. ans)
优势: 1. 传代周期短(3天) 2. 基因组较小 3. 容易饲养,胚胎透明,方便操作,便宜 4. 可方便的利用RNA干扰技术研究基因功能 5. 唯一 一个身体中所有细胞都已盘点归类的动物 劣势:很多基因在脊椎动物中不存在
模式生物在发育生物学中的作用

模式生物在发育生物学中的作用随着人类对于细胞和基因的研究的不断深入,模式生物在发育生物学领域中的作用也愈加显著。
所谓模式生物,是指在特定生长条件下,发育过程具有规律、可预测的生物,如线虫、果蝇、斑马鱼等。
在发育生物学研究中,这些生物被广泛应用于探究基因功能、遗传变异以及发育过程中的信号传递等课题,成为了不可替代的重要工具。
1. 线虫在发育生物学研究中的应用线虫是圆形、透明、微小的生物,具有短命、繁殖快、遗传简单等特点。
在发育生物学领域,线虫广泛被应用于探究细胞分化、胚胎发育等课题。
由于线虫的结构、发育过程及基因组都已经被详细研究和描述,因此研究人员可以利用线虫探究不同生长条件下基因表达和转录特点的变化。
对于点突变的线虫基因,科学家可以利用线虫的基因编辑技术快速筛选出突变基因,并研究其对线虫发育的影响。
此外,线虫也被广泛应用于探究基因在发育过程中的作用。
例如,在线虫发育过程中,某些基因的表达会发生异质性,如启动子的甲基化现象等。
通过对线虫基因的功能研究,人们逐渐理解了甲基化等现象对基因表达及发育的影响。
此外,线虫也被用于研究神经元的成像和系统研究,为研究神经网络等领域提供了有价值的信息。
2. 果蝇在发育生物学研究中的应用果蝇是另一种被广泛应用于发育生物学研究的模式生物。
果蝇的生长和繁殖速度比线虫更快,且其基因组相对更为复杂。
果蝇基因编辑技术的发展,为科学家提供了快速筛选突变基因和功能研究的新途径。
通过对果蝇的研究,科学家们发现,果蝇发育过程中的很多基因和人类基因相似或相同,这也为人们研究某些疾病的发生机理,提供了有价值的参考。
此外,果蝇在线虫不具备的一些生物学特点方面,也能提供独到的研究途径。
例如,果蝇天生就有发育方式多样的头胸异形性,通过对这种生物特性的研究,科学家可以深入了解异形性的发育机制。
3. 斑马鱼在发育生物学研究中的应用斑马鱼在近年来的发育生物学研究中越来越受到科学家的重视。
与其他模式生物相比,斑马鱼发育时间短、繁殖周期快、生长快,比较适合进行高通量筛选和快速遗传变异研究。
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发育生物学近年来研究进展———模式动物摘要:随着科学技术水平的不断发展,在生命科学、人类医药和健康研究领域,由于一些原因,人们必须寻找一类用作研究的实验动物,通过相互参照,可以用一种动物的生命活动过程成为另一种动物或者人类的参照物。
对一些难以在人身上进行的工作, 及一些数量很少的珍稀动物, 或一些因体型庞大、不易实施操作的动物种类, 采用取材容易、操作简便的另一种动物来代替人类或原来的目标动物进行实验研究, 这就是动物实验。
为了保证这些动物实验更科学、准确和重复性好, 可以用各种方法把一些需要研究的生理或病理活动相对稳定地显现在标准化的实验动物身上,供实验研究之用。
这些标准化的实验动物就称之为模式动物。
关键词:斑马鱼;猪;基因;表达;通过发育生物学及相关学科的学习,我们了解到了模式动物在生命科学的发展历程中起到了可以说是举足轻重的作用,比如说通过海胆等低等动物模型的构建催生出现代受精生物学和发育生物学;又比如像果蝇模型的建立大大推进了遗传学和发育生物学的进展;酵母和大肠杆菌作为生物模型为现代分子生物学和基因工程技术提供了施展的舞台,线虫模型对基础和应用生物学产生了巨大的推动作用, 并直接导致了细胞凋亡现象的发现, 并开创了一个当代生物医学的全新领域。
这些研究成果已经充分证明了模式动物在生命科学研究中的作用。
通过查阅近几年来人们关于模式动物的研究进展,我总结了以下几点近几年来关于模式动物上的具有典型性的突破,仅供大家参考。
一、关于斑马鱼的研究1.Pitx2基因在斑马鱼牙齿发育过程中早期表达的研究人类Pitx2基因与常染色体显性疾病里格尔综合征的发生有关联, 可导致牙齿和眼睛的缺陷。
斑马鱼的牙齿和人类的牙齿有很多相似之处, 其牙齿位于腮弓之上, 牙齿发育可明确分为蕾状期、帽状期、钟状期和分泌期等各个阶段, 这些特点使得利用斑马鱼作为模式动物研究牙发育和牙再生具有较大优势。
经调查发现,小鼠的牙成型之前, Pitx2基因在整个牙齿发育过程中在成牙上皮中持续表达, 在牙发育的过程中伴有至关重要的角色。
而斑马鱼被公认是一种理想的研究器官发育分子生物学机制的模式动物。
科学家在对小鼠的胚胎发育研究中发现, Pitx2基因活性的缺失会导致Fgf 8在牙上皮中的向下调节, 也就是说P itx2和Fgf8之间存在正向的反馈回路, 同时Pitx2还是Bmp4信号通路的一个受体。
Pitx2敲除的小鼠牙齿发育中断于蕾状期。
还有研究发现牙齿的发育与P itx2的量有密切的关系。
实验结果显示, P itx2基因在人发育中的牙胚的表达模式与在小鼠中类似。
不论是切牙还是前磨牙, Pitx2基因的表达都只能在牙上皮的蕾状期后期、帽状期和钟状期检测到。
在分化良好的牙,Pitx2基因的表达受到成釉细胞的限制。
这些结果显示, P itx2基因在人类牙齿牙上皮的发育过程和釉质分化过程中起一定作用[1]。
另一方面,为研究Pitx2基因在斑马鱼牙齿早期发育阶段的表达,本实验利用RT - PCR技术直接克隆P itx2特异性基因片段, 成功制作出针对P itx2的基因探针, 并选取斑马鱼发育早期多个时段的胚胎进行整胚原位杂交,获得P itx2基因在斑马鱼早期发育阶段的表达情况。
这对于人们对Pitx2基因的研究更进一步。
2.斑马鱼及其胚胎在毒理学研究中的应用斑马鱼除了在发育生物学和分子遗传学中已得到广泛应用, 但近几年来它在毒理学中的应用也逐渐被人们发觉。
为了鉴定外源物质的毒性, 我们需要分析斑马鱼毒理学终点和外源化学物质剂量的相关性, 通过确定其毒物作用动力学, 从而阐明其毒理学机制。
目前,斑马鱼胚胎的许多特征吸引了毒理学家的研究兴趣, 尤其是胚胎的透明性及体外发育的特点使我们比较容易地评价胚胎毒性及畸形效应。
现阶段,研究人员主要就急性毒理表型分析、转录组水平分析、蛋白质组学分析这3方面来评价化合物对斑马鱼胚胎影响,在德国,斑马鱼胚胎已经作为水质检测的标准模式生物, 代了传统上用成鱼进行的毒理学试验。
就拿蛋白质组水平为例,蛋白质组的试验方法更为复杂,得到稳定的全蛋白之后, 需要结合双向聚丙烯酰胺凝胶电泳、软件的自动分析及质谱技术来进行分析。
在斑马鱼胚胎蛋白质组学研究中一个有突破意义的进展是L ink等[2]建立了一个详细的试验操作指南, 包括斑马鱼早期胚胎卵黄蛋白的去除, 斑马鱼胚胎全蛋白的提取等, 依此可得到高分辨率的双向电泳图谱。
结合转录组和蛋白质组技术, 人们在分子水平上会对一个生物有机体(或一个器官)如何应对外界毒物刺激有一个整体印象。
和成年哺乳动物相比, 正在发育中组织的蛋白质组分析, 呈现出了整个生物系统的变化, 包括生理学、形态学等等。
人们预期, 这种可变性能很好地在分子水平上反映出发育中的斑马鱼胚胎在毒理蛋白质组学中的应用。
Shi等[3]研究发现在暴露于于0.5mg /L PFOS 发育192h的斑马鱼胚胎中, 利用蛋白质双向电泳和质谱技术, 鉴定了69个差异表达量超过2 倍的蛋白, 通过质谱技术鉴定了18个蛋白。
这些蛋白参与了细胞多种生命过程, 包括能量代谢、脂质代谢、信号转导及细胞凋亡等。
进一步证实了在斑马鱼胚胎中, 利用蛋白质组技术分析环境中有毒物质毒理机制的可行性。
3.斑马鱼在人类疾病研究中的应用通过查阅相关资料我们了解到,斑马鱼的神经中枢系统、内脏器官、血液以及视觉系统, 在基因水平上87%与人类同源, 早期发育与人类极为相似, 已成为研究相关疾病基因的最佳模式生物。
在国际上, 斑马鱼模式生物的使用正逐渐拓展和深入生命体的多种系统的发育、功能和疾病的研究中, 并已用于小分子化合物的规模新药筛选。
●阿尔茨海默氏阿尔茨海默氏( AD) 是一种由于大脑神经细胞死亡而造成的神经退行性疾病。
曾有人研究了过量表达Aβ与神经退行性病变的关系。
Aβ由APP 连续性切割产生, 由γ- 分泌酶介导的最后一次酶切来决定其长度, 参与这次酶切主要有早老素复合物、早老素增强子( pen- 2)和前咽缺陷子( Aph- 1 ) 等。
Campbell等[ 4]在斑马鱼上使用反义morpholino(MO )对斑马鱼的Pen- 2、Psen1和Ph- 1基因的表达进行敲除,发现Pen- 2和P53依赖型神经细胞的存活有重要作用。
Lee和Co le[ 5] 采用绿色荧光蛋白( green fluorescent prote in, GFP) 标记和原位杂交技术对斑马鱼中编码APP的内源性基因appb进行了研究。
他们构建的GFP转基因斑马鱼品系能够在胚胎脉管系统发育过程、大脑亚区和脊髓中表达APP, 并且在后期的发育中表达量增加。
在2- 3个月龄的转基因斑马鱼的大脑中, 广泛大量表达GFP- APP。
从另一个方面也证明了斑马鱼神经系统发育在进化上和人类的保守关系。
●肿瘤肿瘤是造成人类死亡的主要原因之一,由于斑马鱼早期胚胎和发育过程中的身体是透明的, 可以在体外进行实时观测[ 5] ; 它可以自发产生肿瘤, 并且这些肿瘤与人类肿瘤非常相似。
因此, 斑马鱼作为最有前途且最廉价的模式生物而被广泛的应用利用斑马鱼研究肿瘤的血管生成是在肿瘤研究方面倍受关注的研究方向。
经研究发现: 免疫抑制剂麦考酚酸剂量依赖性抑制flk- GFP转基因斑马鱼节间血管的生长。
还有人给斑马鱼的胚胎注射血管内皮生长因子( VEGF) 后观察到其体内有明显的新血管生成。
由于已经有大量研究证实, 肿瘤的发生和转移与血管的新生有密切的关系, 这就启发人们可以通过阻断VEGF抑制血管生成而治疗肿瘤[6]。
先天性心脏疾病。
崇梅[ 7]等人通过吗琳环寡聚核昔酸显微注射介导的翻译抑制, 观察Tbx2 基因阻抑胚胎的心脏发育的作用。
发现, 600 枚Tbx2基因阻抑的斑马鱼胚胎受精后8 小后, 27. 2%的胚胎死亡, 24- 96小时出现轻、中、重度不同程度的心脏发育异常。
从而证实了斑马鱼是研究心脏发育的理想模式生物, Tbx2基因在房室特异性分化和房室管形成方面起了必要的作用.4.超重环境对斑马鱼仔鱼早期发育和耳石形态学与化学组成的影响通过观察超重对斑马鱼发育的影响,合理推测超重状态下航天员在太空的作业能力, 因此是空间生物学研究中一个重要的方面。
而微耳石作为前庭系统的末端感受器, 能感受重力大小与方向的变化。
本实验通过研究微耳石形态、微化学在超重环境下的发育变化, 揭示了耳石在超重环境下的沉积规律。
通过超重环境对仔鱼和耳石生长的影响的实验我们总结出,环境因素对斑马鱼早期仔鱼的生长有明显影响。
超重作为一种环境胁迫因子, 在初期可能促进胚胎的发育和分化, 以及出苗后的快速生长。
随着卵黄的快速消耗, 尚未完全发育的消化器官不能及时提供鱼体生长所需营养, 同时胁迫的累积效应加强, 此时生长速度下降。
此外,本实验观察到耳石出现融合的现象, 并发现斑马鱼从鱼卵向早期仔鱼发育过程中超重环境影响仔鱼发育, 耳石形态在初期显著变大, 后期耳石变小; 而耳石中S和Sr含量升高, Na和Ca 的含量减少; 另外超重处理诱导斑马鱼出现矢耳石与微耳石融合的现象。
本结果证实了仔鱼期斑马鱼前庭系统发育具有重力补偿的适应机制, 另外前庭系统的补偿机制是通过耳石的不对称生长和钙的沉积变化实现的[8]。
二、蜜蜂应用的相关进展我们知道,蜜蜂属于社会性昆虫,而社会昆虫是唯一与非社会昆虫相比具有更高水平复杂性的昆虫。
在某些方面,蜜蜂与人类享有一些共性,比如劳动分工,复杂的通信系统,发达的保卫和防御系统,精妙的建筑等等。
由于有这些共性,通过研究蜜蜂生物学可以深入了解人类自身的一些生物学特性。
例如人类有“自闭症”的精神病,与社会交往的异常有关。
而蜜蜂是高度社会化群体,若对其行为进行深入的研究,可为测定基因如何影响社会行为的研究提供重要工具。
此外,,蜜蜂还可以用来研究老化与长寿的机制。
因为工蜂与蜂王的基因型相同,但由于幼虫时的食物不同,引起基因表达的变化,造成蜂王的寿命比工蜂长100 多倍。
研究蜂王长寿的分子机制可以帮助人类提高寿命。
蜂群环境很适合病原菌的繁殖,蜜蜂是如何抵抗细菌性病原的?通过将蜜蜂基因组和其他昆虫(如蚊子和果蝇)的比较,也许可以找出抗病的分子机制,从而增加人类对付疾病的知识。
此外,在蜜蜂的蜂毒中,已发现有些成分可以治疗人的癌症,改善记忆、睡眠等。
德国柏林自由大学动物学家兰道夫-门策尔说,如果蜜蜂因某种行为得到了1 次奖励,它会记一个星期。
如果因同一种行为得到过3次奖励,它会终生不忘。
利用蜜蜂的学习和记忆能力,可以人为定向蜜蜂给大棚作物、城市园艺等授粉,可以把蜜蜂培养成探测环境(农药、放射性元素或炸药)的生物探测器。
蜜蜂也便于做遗传分析的模式动物,由于蜜蜂的卵细胞从受精到发育成幼虫只有3d 时间,因此细胞分裂、生长都很快,利用蜜蜂卵观察动物细胞的有丝分裂,在制成的装片中非常容易找到各个分裂期的细胞。