发育生物学课件 第三章模式生物.ppt

第三章 模式生物 Aug.28,2006 什么是模式生物？ 其生理特征能够代表生物界的某一大类群； 容易获得并易于在实验室内饲养、繁殖； 容易进行实验操作，特别是遗传学分析。 酵母 拟南芥 线虫 果蝇 海胆 一、酵母 （yeast） 优点 生命周期短 单细胞真核，能通过改变理化环境完全控制生长 单倍体、二倍体状态下均能生长 成就 1980’s 分离了众多细胞分裂周期基因 1996年公布了完整的基因组顺序 生物信息学 为高等真核生物提供了一个可以检测的实验系统 二、线虫 （C. elegans） 生活史 成就 细胞凋亡研究 2002年Noble Price 优点 生活史短,约12周。 胚胎透明，可以直接观察到发育过程中单个细胞的命运。 基因组大小只有人的一半，其血液、肾和视觉系统与人类相似。 斑马鱼基因与人类基因的相似度达到87%。 成就 至2005年7月，Sanger中心基本完成了斑马鱼的基因测序。 逆转录病毒插入诱变模拟人类的出生缺陷，找到各种疾病的发病机理。 优点 受精卵容易获得。 卵子直径大（1-2mm），经显微手术后抗感染能力强。 早期胚胎在体外易于培养。 细胞周期和信息传递研究 转基因蛙 非洲爪蟾的近亲 Xenopus tropicalis外形类似，体型只有一半，发育周期为半年，双倍体 优点 在胚胎的复杂性和发育过程上，鸡胚与哺乳类胚胎非常相似。 容易获得、观察和操作。 但发育遗传学知之甚少。 优点 从受精到成体的生活周期，与其他哺乳类相比较短。 经过遗传修饰容易获得突变后代。 已有千余个独立的远交群和近交系，是研究得最详尽的哺乳类实验动物。 由含 GFP 基因的反转录病毒插入引起突变 正常胚胎 突变胚胎 X 基因 GFP 基因 完整的 X 基因使胚胎正常发育 X 基因被 GFP 基因破坏后胚胎异常发育 Expression of GFP in virus-infected fish Transient germline 七、非洲爪蟾 Xenopus laevs 缺点 发育周期过长。 基因为四倍体，有许多重复序列，无法做功能性基因研究。 成就 八、 鸡 chicken 九、 小鼠 mouse * * * * * * * * * 文昌鱼 斑马鱼 爪蟾 鸡 小鼠 单细胞的真核生物，常用于发育生物学研究的是酿酒酵母（saccharomyces cerevisiae）。 生活史 /faculty/goldstein/lab/crawl.mov 优点 胚胎透明、细胞数目少 生命周期短，常雌雄同体 细胞谱系恒定 Sydney Brenner John Sulston Robert Horvitz 三、果蝇 Drosophila Drosophila 生活史 优点 1.体积小、繁殖快、容易饲养，生命周期仅14天。 2.在发育的每一个阶段，其躯体上具有许多内部的和外部的复杂结构，可作为果蝇发育的形态学标志，已于观察和研究。 3.已经分离到数千种突变体，方便于研究缺失基因的功能。 4.可大量培养，获得充足的数量用于生化分析。 成就 1.基因论 2. X射线诱导果蝇突变 3.研究基因调控网络 4.果蝇具有脑适中的复杂性及较为复杂的学习行为等特点，可以作为研究脑的泛化、注意、抉择等整合功能的模型。 四、 海胆 Sea urchin 生活史 特点 1.是胚胎学和发育生物学历史上最早采用的实验材料，迄今仍是研究受精、卵子激活和胚胎细胞周期的最好模式系统。 2.世代周期长，突变不易实现，不利于开展其他研究。 成就 1.受精研究 2.胚胎细胞全能性 3.双梯度模式发育假说 五、 文昌鱼 Branchiotoma belcheri 文昌鱼不论在生活习性、胚胎发育、外部形态和内部结构等方面，都是既具有某些无脊椎动物的特征，又具有某些脊椎动物特征的雏形，因而是介于两者之间的过渡类型，填补了两者之间的空白，成为整个生物进化史上不可缺少的一个“桥梁”。 六、 斑马鱼 Zebrafish *