秀丽隐杆线虫综述doc资料

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秀丽隐杆线虫体内菌落多样性研究

秀丽隐杆线虫体内菌落多样性研究

秀丽隐杆线虫体内菌落多样性研究隐杆线虫是一种普遍存在于土壤和水环境中的微生物。

它们是一类非常简单的生物,只有1毫米长,由头部、尾部和长长的身体组成。

尽管隐杆线虫不是人们常见的生物,但它们在科研中起着非常重要的作用。

在隐杆线虫体内,生存着许多微生物,这被称为菌落。

菌落对于维持隐杆线虫的生存和健康起着至关重要的作用。

菌落的多样性是指菌落中有多少不同种类的微生物。

在过去的几十年中,科学家们对于隐杆线虫体内菌落多样性进行了广泛的研究。

一些研究使用传统的生物学方法,即通过放大微生物DNA片段并对其进行序列分析来确定其物种。

这些基于分子技术的研究揭示了隐杆线虫体内微生物的多样性和群落结构。

然而,这些方法有一定的限制。

一些细菌难以通过这种方法鉴定,因为它们的DNA序列与已知的细菌不同。

随着现代测序技术的进步,科学家们现在可以更准确地了解隐杆线虫内的微生物群落。

例如,研究人员可以使用名为16S rRNA测序的技术来研究微生物。

这种测序技术可以非常快速地鉴定细菌的物种。

另外一个测序技术是使用名为转录组测序的方法,它可以同时测定细菌和隐杆线虫及其他微生物的基因表达情况。

这些技术的最终目的是帮助研究人员更好地了解隐杆线虫体内微生物的功能以及它们对于隐杆线虫在土壤和水环境中的生存。

近年来,研究人员发现隐杆线虫内微生物群落的多样性在不同环境下会发生变化。

例如,在酸性土壤和碱性土壤中,微生物群落的数量和种类可能会有所不同。

同样,在干旱和潮湿的土壤中,微生物群落也会有所不同。

这些研究结果表明,微生物群落的多样性可能会影响隐杆线虫在不同环境下的适应性和生存能力。

隐杆线虫体内菌落多样性研究不仅对于我们更好地了解这个微生物的生态和生存要求非常重要,而且对于我们了解微生物群落生态学、提高农业生产效率、减少化学农药使用以及治疗某些疾病等方面的作用也不容忽视。

总的来说,在隐杆线虫体内菌落多样性研究中,单独的分子技术、建模和数学模型不能确定微生物的生物多样性。

秀丽隐杆线虫核转位实验

秀丽隐杆线虫核转位实验

秀丽隐杆线虫核转位实验秀丽隐杆线虫(C. elegans)是一种常用的模式生物,在生物学研究中具有重要的地位。

其基因组小且具有透明的身体结构,使其成为研究基因功能和发育过程的理想模型。

核转位是一种常见的基因重组现象,指的是DNA片段的移动,导致基因组中的基因位置发生改变。

秀丽隐杆线虫是第一个被用于研究核转位的模式生物之一。

通过观察秀丽隐杆线虫的核转位现象,科学家们可以更好地理解基因组的结构和功能。

秀丽隐杆线虫的核转位实验通常使用转座子(transposon)作为研究工具。

转座子是一种可以移动到基因组中不同位置的DNA片段。

在实验中,科学家会将转座子引入到秀丽隐杆线虫的基因组中,并观察转座子在不同个体间的移动情况。

通过对大量的秀丽隐杆线虫个体进行观察,科学家们发现,转座子的移动是一个随机的过程。

转座子可以在染色体上任意位置插入或删除,从而改变基因的排列顺序。

这种基因重排可以导致不同个体之间的基因差异,进而影响个体的表型特征。

除了观察核转位现象外,科学家们还通过分子生物学技术对转座子进行深入研究。

他们发现,转座子可以通过酶的介导而发生移动。

这些酶包括转座酶,它能够识别特定的DNA序列,并在该序列上切割DNA链。

转座酶的活性使得转座子能够在基因组中移动。

研究者还发现,转座子的移动可以导致基因组的变异和重组。

这些变异可能对生物的适应性和进化起到重要作用。

通过观察秀丽隐杆线虫的核转位现象,科学家们可以更好地理解基因组的进化和适应性机制。

核转位实验还能够为研究其他生物的基因组重组提供参考。

虽然不同物种之间的基因组结构存在差异,但核转位的基本原理是相似的。

通过观察秀丽隐杆线虫的核转位现象,科学家们可以揭示基因组重组的一般规律,为进一步研究其他生物的基因组提供指导。

秀丽隐杆线虫核转位实验是一项重要的研究工具,能够帮助科学家们更好地理解基因组的结构和功能。

通过观察转座子的移动情况,科学家们可以揭示基因组的重排和重组机制,进而深入研究生物的遗传变异和进化过程。

寄生虫基因功能研究的模式生物-秀丽隐杆线虫

寄生虫基因功能研究的模式生物-秀丽隐杆线虫

种在 土 壤 中 自由腐生 的线 虫 。1 7 9 4年 , 国科 学 英
家 S d e rn e 开 创 性 地 以 C ee a s 材 料 用 y n yB e n r .lg n 为 于 揭 示 动 物 细 胞 凋 亡 的 分 子 机 制 l 。 目前 这 种 美 丽 】 ] 的 小 线 虫 已 经 应 用 于 现 代 发 育 生 物 学 、 传 学 和 基 遗
研究 寄 生 虫 基 因 功 能 , 是 获 得 成 功 的 事 例 却 不 但 多L1 。因此 寻求一 个 简单 有效 的研 究 体 系对 研 究 9】 _ o
寄 生虫 生物学 及其 基 因功 能具 有重 要 的现实 意义 。 S raE等 曾应用 了哺 乳 动 物 转 化 体 系 研 究 并 er 鉴 定 了曼 式 血 吸 虫 某 些 基 因 的 潜 在 调 控 区_ 。 1 该
n r a d t lg n , 称 C ee’r , 文 名 秀 丽 隐 oh b i s e a s 简 ie .lg t 中 as 杆线虫 , 称为 华美 广杆 线 虫 、 丽新 小 杆 线 虫 , 又 秀 是

寄 生虫 启动 子在 哺乳 动 物细 胞体 系 中得 以表 达 的现 象 表 明 , 这些 不 同 门 的生 物 间基 因转 录 调 控 基元 在 是 充分 保守 的 。因此 , 用更 为相 近 和 相 关 的物 种 使 研 究蠕 虫基 因表达 系统 将是 一个 很有 说 服力 的转 化
生 虫 基 因 功 能 的 模 式 生 物 方 面 进 行 了 积 极 的 探
讨 l ] 此外 , .ee a s 其 他 领 域 方 面 的 应 用 为 4 , C lg n 在 防治寄生 虫病 提供 重要 的参 考 依据 。

秀丽隐杆线虫作为病原菌宿主模型的研究概述

秀丽隐杆线虫作为病原菌宿主模型的研究概述

制。目前,以 犆.犲犾犲犵犪狀狊 为 模 式 宿 主 进 行 研 究 的 病 原菌有真菌、细菌、病 毒 等,有 50 多 种(表 1)。 其 中
模式生物用于 研 究 动 物 发 育 和 行 为 的 模 式 动 物,现 研究较深入的 主 要 是 一 些 人 类 病 原 菌,如 铜 绿 假 单
已经发展成为研究动物发育、神经、衰 老、毒 理学、脂 肪沉积和天然免疫等方面 重 要 的 模 式 生 物 。 [1] 近 些 年来,以 犆.犲犾犲犵犪狀狊 作 为 病 原 菌 宿 主 模 型 来 研 究 病 原菌与宿主的相互作用逐渐成为了一个新的热点, 犆.犲犾犲犵犪狀狊作为 病 原 菌 宿 主 模 型 有 很 多 优 势,个 体 小 ,成 虫 的 长 度 大 约 1.5 mm;生 长 快 ,3d~3.5d 就
可以长成 成 虫;繁 殖 快,成 熟 的 线 虫 每 次 可 以 获 得 300个~350个 子 代 个 体;培 养 简 单,可 以 直 接 以 要 研究的细菌为食物[1];基因组 测 序 已 经 完 成;基 因 操 作系统完善,突变 体 数 量 齐 备,转 基 因 线 虫 和 RNAi 技 术 成 熟;表 型 易 观 察 等 特 征 。 [2] 目 前,犆.犲犾犲犵犪狀狊 作为病原菌宿 主 模 型,在 病 原 菌 的 致 病 机 制 和 宿 主 防御病原菌天然免疫等方面取得了一系列的进展。 本文就近些年 来 利 用 线 虫 作 为 宿 主 模 型,在 重 要 病 原菌的致病机制和线虫天然免疫信号通路取得的进 展进行综述。
鞠 守 勇 等 :秀 丽 隐 杆 线 虫 作 为 病 原 菌 宿 主 模 型 的 研 究 概 述
铜绿假 单 胞 菌 (犘狊犲狌犱狅犿狅狀犪狊犪犲狉狌犵犻狀狅狊犪,PA) 在自然界分布 广 泛,是 医 院 内 感 染 的 主 要 病 原 菌 之

秀丽隐杆线虫中与衰老相关的DAF_2_IGF_1信号通路研究进展_毛玉琴

秀丽隐杆线虫中与衰老相关的DAF_2_IGF_1信号通路研究进展_毛玉琴

JOURNAL OF SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY MEDICAL SCIENCE | Vol. 34 No. 6 Jun. 2014
2 / IGF1 信号通路研究进展 毛玉琴, 等. 秀丽隐杆线虫中与衰老相关的 DAF-
· 931·
2 基因 活性, 可能是强有力的抗衰老机制。 抑制 daf[29 ] 的活性也可通过促进自吞噬过程来延长寿命 。 尽 16 , 16 自身在 daf2突 管延长寿命需要 DAF而 DAF这就 变的秀丽隐杆线虫中并不是自吞噬所必需的, 2 通过 DAF16 非依赖的机制调控自吞噬。 表明 dafDAF2 / IGF1 信号通路存在着组织间的 事实上, 2 / IGF1 信号通 传递调控, 在一个组织中干扰 DAF16 等转录因子在其他组织中建立 路将会通过 DAF一个新的生理平衡
健康长寿是人类追求的目标。 而如今, 随着人 类社会加速步入老龄化, 人们对健康长寿的关注更 为密切。 衰 老 是 影 响 冠 心 病、 脑 血 管 意 外、 恶性肿 瘤、 感染、 糖尿病和内脏退行性疾病发生的最危险因 素之一, 随着年龄的增长, 衰老引起的相关疾病发病 率明显上升, 如年龄每增加 10 岁, 因心血管病的病 死率增加 2 ~ 3 倍, 衰老及衰老相关疾病将成为我们 必须面对的严重问题。 秀丽隐杆线虫中与衰老相关 2 / IGF1 信号通路是第一个为人类所认识的 的 DAF2 / IGF1 信号通路 衰老基因调控机制, 文章就 DAF机制进行综述, 为抗衰老研究提供可借鉴的科研思 路和方法。
[1 , 2 ]
[ 作者简介] 毛玉琴( 1992 —) ,女,硕士生; 电子信箱: myq110813@ 163. com。 [ 通信作者] 王立顺,电子信箱: jywangls@ shsmu. edu. cn。

秀丽隐杆线虫在生态毒理学中的应用研究进展

秀丽隐杆线虫在生态毒理学中的应用研究进展

2018.091 前言秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans,C. elegans)具有丰富的基因组、发育生物学和遗传学等方面研究背景,所需空间小、生命周期短且易于操作和实验室培养,是进行生态毒理学测试的理想生物之一。

由于C. elegans众多的优势,使其成为室内生态毒理学研究中应用最多的线虫种类,被广泛应用于水体与水溶液、琼脂培养基、淤泥沉积物以及土壤中重金属、有机污染物的生态毒理和分子生态毒理效应的研究中。

研究早期,C. elegans的生态毒理学指标研究主要集中在死亡率。

近年来,研究重点开始偏向亚致死剂量指标,因为亚致死剂量指标比死亡率更为敏感和精确。

其中研究较多的亚致死剂量指标包括:个体发育、生殖能力、行为、酶活性、热休克蛋白、金属硫蛋白以及基因表达模式等。

2 研究指标2.1 致死率土壤和水体中的污染物积累到一定程度后会导致受暴露的线虫C. elegans死亡。

半致死率LC50是用来评价毒物致死效应的一个常见的重要指标。

随着接触重金属时间的增加,线虫的半致死剂量越低,毒性越高,而且半致死剂量发生急剧变化[1]。

Cu与其他重金属会发生协同作用而Zn却能中和大部分过渡金属的毒性,且幼虫比成虫的敏感性更高[2]。

由于龄期对污染物毒性的重要影响,大部分的C. elegans室内毒理实验都是对线虫C. elegans进行了同龄期化,从而排除龄期对污染物毒性评价的影响。

致死率测定方法简单、周期短、见效块,是最基本的评价参数。

污染物对C. elegans的致死率是对物质进行毒性分类的最主要依据之一,但该指标对毒性较低的物质的评价却并不灵敏。

2.2 个体发育指标C. elegans的个体发育评价指标主要是:体长、体宽及是否有畸性发育。

体长和体宽测定相结合是最常用的发育指标,已经被广泛应用于多种重金属[3-7]、有机污染物[8、9]、农药[10、11]等对C. elegans发育毒性的评价中。

秀丽隐杆线虫在生殖毒理学研究中的应用进展

-394-!"#$$报(医学版)J Southeast Univ(MO Sei Edi)2020,Jun;39(3):394-399•综述・秀丽隐杆线虫在生殖毒理学研究中的应用进展许峰(确山县人民医院康复医学科,河南驻马店463200)&摘要]秀丽隐杆线h是模式生物中比较常见的一种,具有简单的生殖发育系统。

与传统实验动物相比,后代数目多、身体透明,在光学显微镜下清晰可见其体内的生殖器官,并能够在整体水平下观测化学物质暴露后对生殖器官造成的损伤。

因此,其具有研究生殖毒性的优越性,被广泛应用到生殖毒理学研究中。

本文作者对多年来国内外应用秀丽隐杆线h进行生殖毒理学研究的文献作一综述。

&关键词'模式生物;秀丽隐杆线h;生殖;综述&中图分类号]R-332;R114&文献标识码]A&文章编号]1671-6264(2020)03-0394-06dog10.3969/j.Osn.1671-6264.2020.03.028随着我国不孕不育发病率的逐年升高,人们对生殖健康问题给予了高度关注。

生殖系统对外源性化学物质非常敏感,迄今已有多种化学物质被证实具有生殖毒性。

因此,对许多新发现和产生的外源化合物的生殖毒性的筛选和考察是目前亟待开展的工作。

传统的生殖毒性检测是一项艰巨而繁重的工作,通常以整体动物实验为主,实验动物模型多采用大鼠或小鼠,主要的方法有发育毒性/生殖毒性筛选检测、一代及多代生殖毒性研究和分娩前发育毒性研究等。

外源化合物所造成的生殖功能损伤主要从染毒到发育的全部过程来评价。

传统生殖发育毒性安全评价方法效率低、耗资大、无法满足实际工作的需要。

同时从伦理学的角度出发,应避免动物的大量使用。

因此,利用简便、快的毒理学实来为检源化合物殖毒性的选手段,构建快速、可靠的生殖毒性实验替代模型,成为国际上毒理学界研究的热点方向。

模式生物为人们探究生命现象过程长期反复使用的一种物种,如果蝇、线虫、海胆、拟南芥等。

秀丽隐杆线虫的培养与保存研究

操作同 1. 4, 仅是将 L B 培养液换成 PBS 溶液。 1. 6 含不同浓度甘油的水溶液的冻存比较试验
操作同 1. 4, 将 L B 培养液换成蒸馏水。
2 结果
2. 1 不同培养基对虫体生长发育的影响 将同量秀丽隐杆线虫分别接种于 OP50- NGM、
JM 109- NGM 、OP50- L B、JM109- L B 四种 不同 培养 基上, 每组培养基各 2 份, 置于 20 培养箱中培养。 在 4 种不同培养基上, 肉眼可见有大量虫体蠕动, 镜 检发现大量不同期的 幼虫和成虫。第 1 组( OP 50NGM) : 第 4 天, 成虫和虫卵数均达到最高值, 成虫 数大约 2. 5 个/ mm2 , 虫卵数大约 17. 0 个/ mm2; 第 6 天, 幼虫 数达 到最 高值, 75. 0 个/ mm2。 第 2 组 ( JM109- NGM ) : 第 4 天, 成虫和虫卵数均达到最高 值, 成 虫 数 大 约 1. 0 个/ mm2 , 虫 卵 数 大 约 12. 0 个/ mm2 ; 第 6 天, 幼 虫 数 达 到 最 高 值, 60. 0 个/ mm2 。第 3 组 ( O P50- L B) : 第 4 天, 成虫和虫卵 数均达到最高值, 成虫数大约 1. 3 个/ mm2 , 虫卵数 大约 4. 3 个/ m m2; 第 6 天, 幼虫数达到最高值, 9. 3 个/ mm2 。第 4 组 ( JM 109- L B) : 第 4 天, 成虫和虫 卵数均达到最高值, 成虫数大约 0. 7 个/ mm2 , 虫卵 数大约 3. 2 个/ mm2 ; 第 6 天, 幼虫 数达到最 高值,
( K ey L abor ator y of Veter inar y P ar asitology of Gans u P ro vince/ State K ey L abor ator y of Veter inar y Etiolog ical Biology / L anz hou Veter inar y Resear ch I nstitute , Chinese A cademy of A gr icul tur al Sciences , L anz hou 730046, China)

秀丽隐杆线虫灾在科学研究中的地位

秀丽隐杆线虫灾在科学研究中的地位隐杆线虫是一种微小的多细胞生物,特别是秀丽隐杆线虫因其生活史简单、基因组完整的特点成为了神经科学、分子生物学和基因组学等领域的重要模式生物,是人类重要基因研究的理想平台。

本文将阐述秀丽隐杆线虫在科学研究中的地位和作用。

秀丽隐杆线虫(C. elegans)是一种透明的约一毫米长的线虫,其寿命只有2-3周,但在此期间会经历从卵到幼虫再到成虫共4个发育阶段,发育过程相对来说较简单。

因此,秀丽隐杆线虫非常适合于微生物学、基因组学、生物化学和神经科学等领域研究。

目前,它的基因组已完整测序并注释,共有302个神经元已被完全描绘。

C. elegans的神经系统与人类的神经系统有很大的相似性,其基本生物学过程也比较相似,因此被广泛应用于神经科学,被认为是复杂神经行为的理想模型生物。

秀丽隐杆线虫作为重要模式生物在基因组学研究中发挥了巨大的作用。

凭借着其基因组结构的简单性和免疫组化技术的改进,研究人员可以很容易的研究其基因调控的各种机制,如基因表达、基因调节、基因突变等。

研究人员可以通过随机突变、RNA干扰、基因敲除等手段来研究某个基因的特定功能,进而探讨其在发育、生长、代谢、疾病发生等各方面的作用。

进一步,以秀丽隐杆线虫为模型,通过注释和分析其基因组结构,可以推断其他物种的基因组结构和生理行为,从而深入研究复杂生命现象的演化机制。

此外,秀丽隐杆线虫在神经科学和神经退化疾病领域的研究也非常受欢迎。

秀丽隐杆线虫的神经回路相对较为简单,这使得人们可以对其进行较为透彻的研究,推断其众多生理行为的机制,如感觉、神经传递等。

因此,其广泛应用于神经退化疾病的研究中,如帕金森病、亚历山大病、亨廷顿病等,研究人员可以借助其模型了解细胞与分子层面上疾病的机制和治疗方法。

秀丽隐杆线虫研究情况

秀丽隐杆线虫研究情况
秀丽隐杆线虫被应用于实验研究至今已逾30年,因为易于实验室培养、基因易处理、解剖学结构简单以及可以提供广泛的遗传学和基因组信息,已成为一种重要的研究细菌和真菌的哺乳动物替代模型。

与黑腹果蝇一样,秀丽隐杆线虫将天然免疫作为防御微生物感染的唯一防线。

Mylonakis等研究发现,一些对哺乳动物起作用的新生隐球菌毒力因子在杀死秀丽隐杆线虫的过程中同样有效,这些基因包括信号转导途径GPA1、PKA1、PKR1、 RAS1和漆酶等;而那些对哺乳动物毒力较低的因子在秀丽隐杆线虫模型中致病性亦较弱。

还有作者通过秀丽隐杆线虫模型研究荚膜、黑色素、调节通路等毒力因子来鉴定毒力减低的新生隐球菌,结果发现rom2基因突变的隐球菌在37℃时失去繁殖及生长的能力,并无法生成细胞壁和难耐高渗。

多数秀丽隐杆线虫是可以自身繁殖的雌雄同体动物,偶尔也可见到雄性单体。

实验结果证实野生雄性线虫较雌雄同体线虫对真菌的抵抗力增强,而且这种抵抗力的增强归因于应激反应激活因子DAF-16的参与,而不是由于行为或生殖方式的不同。

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秀丽隐杆线虫综述秀丽隐杆线虫综述摘要:随着生命科学研究的不断深入,模式生物的重要性也在不断的体现出来,秀丽隐杆线虫就是其中一种非常重要的生物。

对秀丽隐杆线虫的特征、研究进展及未来发展方向进行简要的综述。

关键词:秀丽隐杆线虫;研究;前景在20世纪60年代中期S.Brenner为了研究动物的发育和神经,领先选择了以秀丽隐杆线虫为研究的实验动物[1]。

现今,秀丽隐杆线虫已经成为当今生物学家研究细胞代谢与细胞生长、分化、衰老、凋亡等生命活动的协同与调节机制的重要模式生物之一。

1.秀丽隐杆线虫的生物学特征在1998年作为人类基因组测序的一个项目,秀丽隐杆线虫的全部序列完成测定,基因组序列全长9.7×104kb,大约编码19000个基因,其中约有40%的基因与人类的相似[2]。

其成虫体长约为1mm,由959个体细胞组成。

其胚胎发育过程中的细胞分裂分化以及细胞的的衰老凋亡都具有高度的程序性,便于对其进行遗传学的分析。

由于上述原因,秀丽隐杆线虫已经成为现代发育遗传学、遗传学、细胞生物学研究的重要模式生物。

为人类认识细胞打开了一扇新的大门。

秀丽隐杆线虫在性成熟之后能够产下三百到三百五十左右的各种各样表型的幼虫。

从卵到成虫只有3.5d,寿命约2~3周,非常适合实验室进行生物学研究。

在发育过程中,秀丽隐杆线虫共生成1090个细胞,其中131个将会死亡,所以,野生型秀丽隐杆线虫成虫有959个细胞,并且每个细胞的位置固定不变。

秀丽隐杆线虫有5对常染色体和1 对性染色体。

它有两种性别:雌雄同体和雄性。

雌雄同体可以自我繁殖,也可以与雄性交配繁殖。

自我繁殖的大多是雌雄同体,与雄性交配的后代,50%是雌雄同体,50%是雄性。

可以人为控制繁殖方式,获得理想表型。

秀丽隐杆线虫的突变体非常之多,很多突变体表现出的性状在显微镜下都是清晰易见的。

秀丽隐杆线虫低温冷冻保存的技术,可以将大量野生型、突变型的秀丽隐杆线虫品系保存起来[3]。

1988 年,人们对秀丽隐杆线虫每个细胞的起源已经完全清楚,使得在多细胞生命体内研究一个完整无缺的单个细胞的发育和形态成为现实,对确定基因如何影响细胞的发育提供了一个重要的研究工具[4]。

这些生物学特征,都为生物学家研究提供了极大地方便,也让秀丽隐杆线虫发挥出了它极大的生物学意义。

也为后续的许多研究和发现打下了夯实的基础。

2.秀丽隐杆线虫的相关研究与应用2.1 教学中的应用研究秀丽隐杆线虫基因功能时,可以将绿色荧光蛋白作为报告基因与目的基因融合,导入到线虫体内,通过在显微镜下观察绿色荧光蛋白发出的荧光,可以推断与之紧密相连的目的基因表达的时间、表达的部位和表达数量的多少,用在教学中,非常直观[5]。

秀丽隐杆线虫运动的多样性,可以培养学生对生物的观察能力。

秀丽隐杆线虫的味觉、嗅觉、对光线和温度的反应,可以成为学生研究行为学优秀的实验有机体。

在秀丽隐杆线虫身上,很容易获得理想的突变性状。

如,运动缺陷的秀丽隐杆线虫,可以被用作肌肉生理学教学,或让学生理解突变怎样影响线虫的表型。

很多诱变剂(如,BCD)可以用来诱发秀丽隐杆线虫突变,获得理想的突变体,用于遗传学教学。

2.2研究上的应用2.2.1 秀丽隐杆线虫为研究程序性细胞死亡奠定了重要基础在秀丽隐杆线虫身上,Horvitz等首次发现了基因调控的程序性细胞死亡的存在。

Horvitz 等确认了最早期的两个真正的“死亡基因”ced-3和ced-4,并指出功能性的ced-3和ced-4基因是发生细胞死亡的前提。

[6,7]此后,他们提出,另一个基因;ced-9与ced-3和ced-4相互作用防止细胞死亡,发现启动或促进细胞死亡的基因和抑制细胞死亡的基因相互作用精确的调控着细胞发育的进程。

还发现线粒体也是调节程序性细胞死亡的关键所在,控制程序性细胞死亡的基因编码的蛋白质,通过调节线粒体膜的通透性来决定细胞死亡的程序.Horvitz等的发现为确认人类基因组中存在的具有相似功能的相关基因提供了重要依据。

现在知道的秀丽隐杆线虫中大多数参与程序性细胞死亡的基因,在人类基因组中都有其相对应的基因[4]。

由于真核生物的统一性,阐明了秀丽隐杆线虫的细胞程序性死亡,那么也意味着阐明了整个真核生物界的细胞程序性死亡机制。

这种由相对简单的生物上的研究而得出可应用于大部分生物甚至是全部生物的实验,广泛存在于所有的科学探索之路上。

2.2.2 探究外源基因在真核生物体内的表达采用PCR 方法克隆了秀丽隐杆线虫特异性表达Act-1 启动子基因, 构建了绿色荧光蛋白表达载体, 并通过电穿孔法转化秀丽隐杆线虫, 探讨外源基因在真核生物体内的表达。

与基因枪法相比较, 电穿孔具有快速有效、对寄生虫损伤小的特点。

本研究首次使用电穿孔技术将质粒DNA 导入秀丽隐杆线虫体内并获得表达, 为转基因线虫的研究提供了重要的参考资料, 为下一步特定基因的高效正确表达研究和稳定遗传的转基因秀丽隐杆线虫品系并使之成为高效的生物反应器奠定了良好的基础。

[8]2.2.3 在药物筛选中的作用秀丽隐杆线虫从L4期幼虫到成虫死亡只有2-3周的时间,生命周期短,使其成为抗衰老药物筛选的理想动物[9]。

Moy等[10]首次用粪肠球菌感染秀丽隐杆线虫,建立了体内抗菌药物筛选方法,与体外抗菌筛选方法相比存在下列优点:能发现具有抗菌活性的前药;发现降低细菌毒力或感染性的化合物;发现能抑制细菌体内繁殖的化合物;发现增强免疫活性的化合物。

此外,还能同时评价被筛化合物的毒性,并排除药代动力学特征较差的化合物。

2.2.4 衰老机制的研究研究表明胰岛素/ 胰岛素样生长因子-1 信号通路、自噬、线粒体呼吸链/ATP 合成体系和进食限制能延缓线虫衰老[11]。

2.2.5在医药学领域的应用据人类孟德尔遗传资料库在线 (OMIM) 的最新统计数据 (截至2008-10-03), 疾病症状明确、致病基因已锁定的人类遗传型疾病共有2 397 种。

线虫信息库(wormbase) 中收录的人类遗传疾病同源基因(orthologue) 至少有809 个。

从理论上讲, 只要人类疾病的靶蛋白或调控途径是物种间保守的, 就可能利用模式生物来进行研究[12]。

基因以及许多重要的信号传导途径从人到线虫都高度保守, 如RAS 信号途径、TGF-β信号途径、Notch信号途径、Wnt 信号途径、胰岛素信号途径等。

信号传导一旦有缺陷, 引起多种疾病, 包括癌症[13-15]。

3.秀丽隐杆线虫研究的前景由易到难,最重要的就是找到那个简单的点,从中突破,从而破解更深奥的问题。

生物学研究中选用的秀丽隐杆线虫,就体现了这一点。

作为一种培养简易、观察简便、基因组序列明了、细胞定位清晰、神经系统构造简单的动物,秀丽隐杆线虫已经让人类发现了器官发育及程序性细胞死亡基因调控机制,为研究神经发育和记忆形成打下基础、让药物筛选更加高效等一系列的突出贡献。

秀丽隐杆线虫的神经递质、突触蛋白、离子通道等基本组成与人类具有高度的保守性,所以在神经科学上具有很大的研究意义。

神经科学是一项非常复杂的学科,如果在哺乳动物上开始试验,势必会相当耗费时间与精力,而且不一定会取得显著地成果。

但是,如果先弄清简单生物神经系统的构造及其记忆形成方式,那么继续研究哺乳动物甚至是人类的的神经系统就会势如破竹了。

神经科学将会影响到新世纪人类的生活方式以及对记忆的理解机制。

结合医学,神经科学可以帮助人类解决困扰人类已久的阿尔兹海默症以及一系列的复杂的神经系统异常引起的疾病;还可以帮助人类改善记忆,减少因健忘造成的损失;还可以提升记忆力,记住更多的知识,为文明发展做出更多贡献;理解思维的形成方式,可以最大限度的提升人类智力,创造出更多的物质和精神财富,让人类对世界的认知提升一个新的境界。

结合计算机科学,神经科学可以让计算机辅助人类思考记忆,在未来,将记忆上传到计算机上是完全有可能的。

如果计算机系统和人脑完美连接,那么各自取长补短,那么电脑不再是个只能进行复杂运算的机器,人也不是一个有思维能力但反应速度缓慢的有机体,而是形成一个无机与有机相辅相成的结合体,那么在未来互联网将会变得更加“人性化”,人工智能会变得更加智能。

如果关于秀丽隐杆线虫在神经方面的研究能够更加的完备的话,那么哺乳动物神经科学的蓬勃发展就指日可待了。

那将会是人类的又一个福音。

秀丽隐杆线虫由于其自身易繁殖易饲养、性状易于观察、突变体易制备的特点,成为遗传学实验和药物试验的优良动物。

在秀丽隐杆线虫上已经制备了许多突变体来研究细胞的生命活动,还有对衰老分子机制的研究、细胞程序性死亡的研究、药物相关的研究,这些对今后人类的发展都会息息相关。

随着人类生活水平的提高,人们也不再是为抵抗疾病而生存。

对衰老分子机制的研究,能够让人类厘清细胞甚至个体衰老的原因,最大限度的延长人类寿命,让每个人都能最大限度的发挥出个人的价值。

而用作药物筛选,可以提高筛选化合物的速度,更快更高效的获得目标产物。

每早一秒钟推出一种新药,就能更早的减少无数病人的痛苦。

秀丽隐杆线虫的多项结构特点为很多研究提供了很好的实验材料,或许以后研究人员们会发现秀丽隐杆线虫在生命科学上的更多应用,在秀丽隐杆线虫上发现更多的生命奥秘。

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