秀丽线虫的发育模式

秀丽线虫的发育模式
秀丽线虫的发育模式

秀丽线虫的发育模式

摘要 秀丽线虫作为经典的模式生物之一,是唯一一种其生物体内各个细胞能够被逐一盘点和归类的生物。由于它的成虫细胞总数固定,人们可以通过简单的追踪方法测绘出线虫细胞谱系,研究每一个细胞的来龙去脉。作为一种恒定细胞系示例,线虫已被证明是研究真核生物发育遗传、细胞生物学等学说的极好材料。

关键词 秀丽线虫 胚胎发育 恒定细胞系

1.1秀丽线虫的生理特征与生活周期

秀丽线虫是一种生活在土壤中,长1mm 、直径70μm 的线虫动物。它有雌雄同体和雄性两种不同的性别个体,雌雄同体可以进行自体受精,也可以与雄性个体交配。体细胞数量少,通体透明,便于观察单个细胞的分裂和分化过程。秀丽线虫受精卵的胚胎发育过程只有15h ,而孵化的幼虫经50h 便发育为成体。

秀丽线虫的生活史

除此之外,秀丽线虫可以大

量地在琼脂培养基中繁养,其幼

虫可以直接进行活体冻存和复

苏。这些也是秀丽线虫作为研究

生物发育的重要原因。

1.2秀丽线虫的性别遗传与

染色体组成

线虫通常是两性的,有XX

性染色体,外形和解剖学上看是

雌性,但它不能产卵,器官中生

殖腺还能产生精子。自体受精导

致繁殖亲近,反复杂交,突变基

因(新等位基因)在F2代就成

为纯合基因。

由于染色体不分离,偶尔会

丢失X 染色体从而产生0.2%XO

的雄性个体(相应的XXX 胚胎不能存活)。XO 雄性体与两性体交配,此时两性体扮演真正的雌性体。因此在秀丽线虫中,交叉受精和自体受精都是可能的。在交叉受精过程中,新等位基因可以被引入。

2.1秀丽线虫的胚胎发育

在秀丽线虫中,胚胎发生是以一种精确重复、代代遗传的特异模式进行的。每个体细胞都可以再建其个体发生树。秀丽线虫的每一个个体发育到相等数量细胞后发育终止,细胞谱系高度精准。

秀丽线虫的卵直径大约为50μm ,受精以后极体形成,雌雄原核融合后卵裂开始。第一次卵裂便是不对称的,它们未来不同的发育前景已被决定,产生一个前端的AB 细胞和一个后端的1P 细胞。以后AB 细胞分裂产生a AB 和p AB 细胞,1P 细胞分裂产生2P 和EMS 细胞。EMS 细胞分裂成E 细胞(将来发育成肠)和MS 细胞(图中未标出)。

秀丽线虫胚胎的卵裂

秀丽线虫的早期胚胎的细胞谱系

在受精后,前五次分裂中已建立了前后轴和背腹轴。胚胎中分裂产生的6个细胞(AB,MS,E,C,D和P4)已为幼虫中的6个主要的细胞系统提供了前体。AB细胞发育成真皮、神经元和一部分肌肉。MS细胞发育成肌肉、腺体和体腔细胞。E细胞发育成肠。P细胞谱系分裂产生的C、D细胞发育成各种不同的组织,而P4最终发育成生殖细胞。这些细胞的发育模式对于任何一条线虫来说都是如此。由于细胞分裂的“计划”决定了各种细胞在胚轴中的位置,所以细胞的分裂和移动都是一成不变的。

线虫出生时有556个体细胞和2个原始生殖细胞。孵化的幼虫各器官结构与成体已经极为相似,包括有558个细胞核(因为有合胞体存在),只是生殖系统还没有发育成熟。经过了4次蜕皮分离的幼虫期(持续3d时间)到发育结束时,若是雌雄同体,成熟成虫有959个体细胞和约2000个生殖细胞。若是雄性成虫则有1031个体细胞和约1000个生殖细胞。这时生殖腺体和器官发育成熟。神经系统由302个神经细胞组成,这些细胞来自407个前体细胞,这些细胞中有105个发生了细胞程序化死亡,即凋亡。细胞凋亡及其机理最早是在线虫中被揭示的,以线虫为基础的凋亡研究对基础和应用生物学产生的巨大推动作用。

2.2秀丽线虫胚胎发育的研究方法

线虫的胚胎发育在靠近生殖腺管一半长的地方进行,即子宫。除母体和胚胎透明外,胚胎还能从子宫中取出且不破坏膜。有一种追踪细胞命运图谱的方法是在胚胎中注入永久标志物如荧光染料、标记抗体或报导基因(Box 7)。这样,不仅注射的分裂球被标记,而且它们

的子代也能被标记。有一些细胞系有自然分化标记物,如在E-细胞谱系中,用极化视学可在其肠中检测到小杆线虫颗粒(功能未知)。

通过对显示干扰细胞谱系的大量突变体的研究补充了对线虫原来描述的细胞谱系的分析。用一束激光束可消除定义的细胞,一旦被除去便不可再生。通过对大量突变体以及手术除去创立者细胞的仔细分析引出这样一种观点:每个细胞的命运不仅由早期胚胎发育时分配的细胞质成分(如RNA)决定,很大程度上也取决于相邻细胞间早期精确地相互作用。

2.3秀丽线虫的时序调控

线虫存在着时序调控,Lin-14就是时序调控基因。线虫在发育过程中总共发生四次蜕皮。若发生突变,幼虫会产生二次额外蜕皮,另一种突变型使表皮发育延迟,结果线虫已发育成熟,但其表皮仍停留在幼虫阶段。

Lin-14 (o) 突变型是隐性突变,突变体多蜕一次皮,使其幼虫期产生成熟表皮;另一种突变型(lin-14 (d) )是显性突变,突变体少蜕一次皮,使成虫带有幼虫的表皮。这种决定基因表达的时空模式的基因称异时基因。它们和同源异形基因相类似。新种的进化往往来自这些基因的突变。

参考文献

1.樊启昶,白书农.发育生物学原理.高等教育出版社.

2.(德)Müller W A著.黄秀英,劳为德,郑瑞珍等译.发育生物学.高等教育出版社.施普格林出版社.

3.任淑仙编著.无脊椎动物学(上).北京大学出版社.

4.王亚辉.秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)——一个研究神经系统的最简单模型. https://www.360docs.net/doc/e73005782.html,/med/data/wkx/sjwk/201003/358873.html

5.线虫(C.elegans)的发育模式. https://www.360docs.net/doc/e73005782.html,/content/20050707/25088.htm

6.百度百科秀丽隐杆线虫https://www.360docs.net/doc/e73005782.html,/view/705699.htm

神奇的模式生物—秀丽隐杆线虫

神奇的模式生物—秀丽隐杆线虫 摘要:本文对秀丽隐杆线虫的模式生物一般特征入手,介绍了线虫形态学、生物学特征和繁殖、基因组和遗传学等方面的内容。 关键词:秀丽隐杆线虫模式生物基因组 最近,秀丽隐杆线虫用于生物实验材料倍受科学家们的关注。进入21世纪以来,已经有六位科学家利用秀丽隐杆线虫为实验材料揭开了生命科学领域的重大秘密而获得了诺贝尔奖。1974年英国科学家悉尼·布雷内(Sydney Brenner)第一次把秀丽隐杆线虫作为模式生物,成功地分离出线虫的各种突变体,发现了在器官发育过程中的基因规则而获得了2002年诺贝尔生理学或医学奖。与悉尼·布雷内共同分享诺贝尔奖的有两名科学家,其中一位科学家是英国约翰·苏尔斯顿(John E. Sulston),通过显微镜活体观察线虫的胚胎发育和细胞迁移途径,于1983年完成线虫从受精卵到成体的细胞谱系。另一位科学家是美国的罗伯特·霍维茨(H. Robert Horvitz),是利用秀丽隐杆线虫作为研究对象进行了“细胞程序性死亡”研究。 克雷格·梅洛(Craig C. Mello)和安德鲁·菲尔和(Andrew Z. Fire)利用秀丽隐杆线虫实验发现一种全新的基因调控方式—RNA干扰(RNAi)而获得2006年诺贝尔生理学或医学奖。 此外,Martin Chalfie证明了GFP(绿色荧光蛋白)作为多种生物学现象的发光遗传标记的价值。在最初的一项实验中,他用GFP使秀丽隐杆线虫的6个单独细胞有了颜色,由此获得了2008年化学奖。 究竟什么原因使秀丽隐杆线虫成为如此富有盛名的实验材料? 1.秀丽隐杆线虫一般特征 秀丽隐杆线虫是一种食细菌的线形动物,学名是Caenorhabditis elegans,通常缩写成C.elegans其成体长仅1mm,全身透明,以细菌为食,居住在土壤中,被称为“自由生活线虫”。 1.1分类地位 秀丽隐杆线虫属于线虫门(Phylum nematoda)、侧尾腺纲(Secernentea)、小杆线虫目(Rhabditida)小杆线虫科(Rhabditidae)小杆线虫属(Caenorhabditis)。线虫门包括自由生活和寄生两种类型,秀丽隐杆线虫属于自由生活线虫类,对人类没有危害。 1.2形态

秀丽线虫

秀丽线虫的研究进展 摘要:秀丽线虫(Caenorhadits elegans)是研究动物遗传、个体发育及细胞生命活动的重要模式动物。近年来利用线虫这种模式生物已经在生命科学的许多领域取得了突破性的研究成果:信号转导、衰老、细胞凋亡、热应激反应、环境科学、性别决定、神经肌肉发育、细胞分化、神经分化诱导和行为认知等。 关键词:秀丽线虫;衰老;细胞凋亡;环境科学;性别决定;神经分化诱导;行为认知 导言:秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)在当代生命科学的发展过程中起着举足轻重的作用。近年来,随着人们对其的研究日益深人,秀丽隐杆线虫以其独特的优势成为生物学家借以了解诸多基本生命现象的优良。近年来,国际上以秀丽线虫为实验材料的生命科学研究取得了重要突破,分别在2002 年和2006 年两次获得诺贝尔生理医学奖。在国内,越来越多的科研人员开始将秀丽线虫应用于自己的研究领域。20 世纪60年代,分子遗传学的奠基人之一Brenner在和Crick等人一起确立了分子遗传学的中心法则以后,感到分子生物学的主要问题已经解决,生物学的未来应着眼于发育生物学和神经生物学等复杂问题的研究。Brenner 试图寻找一种比果蝇更简单的、具有神经细胞的多细胞生物来探索个体及神经发育的遗传调控机制。在经过了一系列的尝试后,他最终选择了秀丽线虫(C. elegans)为研究对象。在此之前,Nigon 和Dougherty等已经在秀丽线虫的营养生长和有性生殖等方面做了许多前期工作。

1、线虫作为模式动物的优势 线虫的饲养条件具有简单、廉价、易操作的特点,线虫成虫体长1mm,身体半透明,以大肠杆菌为食饵,从受精卵发育到成虫仅需不到四天时间。在自然状态下线虫是一种可以自我繁殖的雌雄同体生物,因此繁殖起来也很迅速,这种能自我繁殖的能力还非常有利于得到具有同一基因结构的纯合体线虫。另外,秀丽线虫还存在一种雄性个体,它不能自我繁殖,必须与雌雄同体的线虫交配才可繁衍后代。利用雄性个体,人们可以将突变基因从一种线虫转移到另一种线虫中去。线虫还可以像培养细胞一样保存在- 80℃。这一优势是果蝇和小鼠等模式生物所不具备的。秀丽线虫是第一个完成基因组测序的动物,它的约20 000个基因中有40%和人类基因具有同源性。同时,秀丽线虫还具有完备的发育和解剖学特征和复杂的遗传学特征。 2、秀丽线虫的研究领域 秀丽线虫的基因操作便捷,可十分方便地进行转基因、RNA干涉和突变体筛选等研究。近年来利用线虫这种模式生物已经在生命科学的许多领域取得了突破性的研究成果:信号转导、衰老、细胞凋亡、热应激反应、环境科学、性别决定、神经肌肉发育、细胞分化、神经分化诱导和行为认知等 3、秀丽线虫的研究 秀丽线虫目前已成为研究细胞凋亡、神经发育以及学习和记忆等多种复杂生命现象调控机的重要模式生物之一。 3.1 秀丽线虫(Caenorhabditis elegans)与低氧适应(细胞凋亡)

秀丽线虫精子发生和精子受精的研究进展

HEREDITAS (Beijing) 2008年6月, 30(6): 677―686 ISSN 0253-9772 https://www.360docs.net/doc/e73005782.html, 综 述 收稿日期: 2007?12?13; 修回日期: 2008?02?25 基金项目: 中国科学院百人计划项目, 国家自然科学基金项目(编号:30771056)和蛋白质研究计划项目(编号:2006CB911002)资助[Supported by Hu- ndred Talents Program of CAS, the National Natural Science Foundation of China (No. 30771056) and the Major State Basic Research Program of China (No. 2006CB911002)] 作者简介: 汪斌(1976?), 男, 博士, 助理研究员, 研究方向:细胞生物学。E-mail: wangb@https://www.360docs.net/doc/e73005782.html, 刘志宇(1983?), 男, 研究生, 研究方向:细胞生物学。E-mail: liuzhy@https://www.360docs.net/doc/e73005782.html, 通讯作者: 苗龙(1971?), 男, 博士, 研究员, 博士生导师, 研究方向:细胞生物学。E-mail: lmiao@https://www.360docs.net/doc/e73005782.html, DOI: 10.3724/SP.J.1005.2008.00677 秀丽线虫精子发生和精子受精的研究进展 汪斌, 刘志宇, 苗龙 中国科学院生物物理研究所 生物大分子国家重点实验室, 北京 100101 摘要: 秀丽线虫精子发生过程包括减数分裂和精子活化两个阶段, 通过早期特异基因的表达和后期蛋白分子的翻译后修饰, 精原细胞发育成为具有运动能力的精子。其受精阶段包括精子运动、精子竞争、精卵信号通讯以及精卵融合等过程。通过突变体筛选目前已经获得了一些影响精子发生或受精的突变体, 并且对其中一些突变体进行了基因克隆和功能分析的研究。这些研究不仅对于阐明精子发生和受精的机理具有重大的理论意义, 而且对男性不育的治疗和男性无毒避孕药物的研发可能提供重要的依据。文章阐述了目前在线虫精子发生和精子受精两个方面的研究进展。 关键词: 精子发生; 受精; 精子竞争; 减数分裂 Recent advances in the study of spermatogenesis and fer-tilization in Caenorhabditis elegans WANG Bin, LIU Zhi-Yu, MIAO Long National Laboratory of Biomacromolecules , Institute of Biophysics , Chinese Academy of Sciences , Beijing 100101, China Abstract: Spermatogenesis in Caenorhabditis elegans , mainly consisting of meiosis and spermiogenesis (or sperm activa-tion), is a complicated cell differentiation process. The germ cells develop into matured motile spermatozoa after the ex-pression of specific genes during meiosis and protein posttranslational modification during spermiogenesis. The spermato-zoa compete with each other, communicate with and finally fertilize the oocytes such that new individuals are generated. A group of mutants related to spermatogenesis, sperm motility and fertilization are obtained through the sterile screen. Some specific genes in spermatogenesis and fertilization have been cloned and their functions have been studied. C. elegans is an attractive model to dissect the complexities of spermatogenesis and fertilization. The advances in the study of C. elegans may give insights to important targets for the study of male infertility and contraceptives in humans. Keywords: spermatogenesis; fertilization; sperm competition; meiosis 精子发生和精卵受精是生物体生殖和发育的基础, 对这一领域的研究不仅有助于增强人们对生物 体生殖和发育本质的认识, 而且对人类一些重要疾病的防治也具有借鉴和指导意义[1]。秀丽线虫的生

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

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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

秀丽隐杆线虫在抗衰老领域应用的研究进展

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/e73005782.html, 秀丽隐杆线虫在抗衰老领域应用的研究进展作者:游牧胡云虎 来源:《中国美容医学》2016年第02期 [摘要]秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)是抗衰老研究中重要的模式生物之一,被广泛应用于抗衰老物质的筛选和抗衰老分子机制的研究中。本文回顾了近年来秀丽隐杆线虫在抗衰老领域应用的研究进展,介绍了抗衰老物质的筛选情况,系统综述了作为抗衰老物质筛选评价的生理指标和反映抗衰老机制的生化指标包括寿命、生存率、生存时间、ROS含量、脂褐 质积累以及daf-16,sod-3,gst-4,hsps基因调控情况等,指出了研究中存在的问题,展望了秀丽隐杆线虫在抗衰老研究中的应用前景。 [关键词]抗衰老;秀丽隐杆线虫;生理指标;生化指标 [中图分类号]R339.3+8 [文献标志码]A [文章编号]1008-6455(2016)02-0104-04 衰老是生物体必然的生理趋势,是一种复杂多变的过程,它和老年病的发生密切相关。延缓衰老可以减少老年病的发生,如动脉粥样硬化、冠心病等,具有重要意义。抗衰老研究往往受困于实验对象选择困难、实验周期过长、样本数有限等问题,也影响抗衰老研究在分子领域的突破。秀丽隐杆线虫(下文简称“秀丽线虫”)是一种非寄生性低等无脊椎生物,因其发育周期明确、时间短;品系资源充足,信息交流便利;易于大规模培养进行大样本量实验消除个体差异;信号通路高度保守等优势被广泛应用于抗衰老药物筛选、环境毒理学等领域的研究。本文综述了以秀丽线虫为动物模型的抗衰老研究现状,为开展相关研究工作提供参考。 1 生理指标 1.1 自然寿命 自然寿命是进行抗衰老研究分析的首选指标。秀丽线虫寿命实验通常采取同步化培养的 L4期线虫,放置在涂有实验药物的NGM培养基上,铺板第1天记录为第0天寿命,此后每天显微镜镜检记录线虫的死亡数和存活数。药物中可以添加FUDR抑制线虫产卵,也可以每天更换NGM培养基。20世纪80年代开始使用秀丽线虫筛选抗衰老药物,很多物质如维生素E、黄酮、银杏提取物、白藜芦醇等效果明显。近年研究结果显示,大量人工合成物质或者天然植物提取物也有明显的抗衰老作用。Asthana等研究显示,5μM、25μM和50μM黄金树苷处理均能够延长生命周期,其中25μM效果最为明显,可以延长15.47%。郑善清等使用含有5μM、10μM、50μM、500μM和2000μM绿原酸的培养基处理,多次独立的实验结果表明自然寿命平均能够延长21.3%,50μM处理组效果最佳,平均寿命延长25.2%。王丽萍等利用自主设计合成的抗坏血酸过氧化物酶的新型模拟酶(DhHP-6)给药处理后发现,野生型线虫平均寿命从

秀丽隐杆线虫中的RNA干扰

材料和试剂 1.蠕虫RNAi 克隆/库( Open Biosystems 或者Source BioScience LifeSciences) 2.氨苄西林(IBI Scientific) 3. IPTG (Gold Biotechnology Inc.) 4.LB 琼脂培养基: 琼脂(BD Biosciences), 胰蛋白胨(BD Biosciences), 酵母提取物(BD Biosciences), NaCl (Research Organics Inc.) 5. NGM琼脂 步骤 1. 在含有ampicillin (50 ug/ml) 的LB培养基上(选择性加四环素(1 2.5 ug/ml))划线可以表达双链RNA的E coli.并培养过夜。 *注意:这里有两种RNA库. 一个是被Vidal和Heuvel 研究组构建并且可以从Open Biosystems公司订购; 另一个是被Julie Ahringer's 研究组构建可以从SourceBioScience LifeSciences公司订购。 2.将细菌转接到只含有ampicilin (100 ug/ml) 的3 ml LB液体培养基中37℃培养过夜。 3.将3 ml 培养液离心并且倒出上清直到剩下150 ul (浓缩到20x). 重悬沉淀. 4.将50 ul 重悬细胞转移到RNAi plate (NGM/IPTG/Ampicillin)的中心. 使它变干(用铝箔纸包好)在室温下诱导过夜(RNAi-接种板可以在用前在室温下保存2-3天。) 5.在每个板中放10-15个蠕虫卵. 在20 or 25℃条件下孵化2-6 h.吸干净培养液并且在想要的温度下孵化直到得到可以用于将来实验的时期为止。 注意:替代蠕虫卵,用漂白剂同步化蠕虫并且将饥饿的幼虫L1转移到RNAi平板上。 喂食配方 1. RNAi 平板(NGM/IPTG/Ampicillin) 用相同的配方来制做NGM 琼脂培养基但是用终浓度1mM的IPTG和100 ug/ml的氨苄来替代链霉素, 倒入小的培养皿中(35x10 MM).

秀丽线虫电子教案

秀丽线虫

秀丽线虫的研究进展 摘要:秀丽线虫(Caenorhadits elegans)是研究动物遗传、个体发育及细胞生命活动的重要模式动物。近年来利用线虫这种模式生物已经在生命科学的许多领域取得了突破性的研究成果:信号转导、衰老、细胞凋亡、热应激反应、环境科学、性别决定、神经肌肉发育、细胞分化、神经分化诱导和行为认知等。 关键词:秀丽线虫;衰老;细胞凋亡;环境科学;性别决定;神经分化诱导;行为认知 导言:秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)在当代生命科学的发展过程中起着举足轻重的作用。近年来,随着人们对其的研究日益深人,秀丽隐杆线虫以其独特的优势成为生物学家借以了解诸多基本生命现象的优良。近年来,国际上以秀丽线虫为实验材料的生命科学研究取得了重要突破,分别在2002 年和2006 年两次获得诺贝尔生理医学奖。在国内,越来越多的科研人员开始将秀丽线虫应用于自己的研究领域。20 世纪60年代,分子遗传学的奠基人之一Brenner在和Crick等人一起确立了分子遗传学的中心法则以后,感到分子生物学的主要问题已经解决,生物学的未来应着眼于发育生物学和神经生物学等复杂问题的研究。Brenner 试图寻找一种比果蝇更简单的、具有神经细胞的多细胞生物来探索个体及神经发育的遗传调控机制。在经过了一系列的尝试后,他最终选择了秀丽线虫(C. elegans)为研究对象。在此之前,Nigon 和Dougherty等已经在秀丽线虫的营养生长和有性生殖等方面做了许多前期工作。

1、线虫作为模式动物的优势 线虫的饲养条件具有简单、廉价、易操作的特点,线虫成虫体长1mm,身体半透明,以大肠杆菌为食饵,从受精卵发育到成虫仅需不到四天时间。在自然状态下线虫是一种可以自我繁殖的雌雄同体生物,因此繁殖起来也很迅速,这种能自我繁殖的能力还非常有利于得到具有同一基因结构的纯合体线虫。另外,秀丽线虫还存在一种雄性个体,它不能自我繁殖,必须与雌雄同体的线虫交配才可繁衍后代。利用雄性个体,人们可以将突变基因从一种线虫转移到另一种线虫中去。线虫还可以像培养细胞一样保存在- 80℃。这一优势是果蝇和小鼠等模式生物所不具备的。秀丽线虫是第一个完成基因组测序的动物,它的约20 000个基因中有40%和人类基因具有同源性。同时,秀丽线虫还具有完备的发育和解剖学特征和复杂的遗传学特征。 2、秀丽线虫的研究领域 秀丽线虫的基因操作便捷,可十分方便地进行转基因、RNA干涉和突变体筛选等研究。近年来利用线虫这种模式生物已经在生命科学的许多领域取得了突破性的研究成果:信号转导、衰老、细胞凋亡、热应激反应、环境科学、性别决定、神经肌肉发育、细胞分化、神经分化诱导和行为认知等 3、秀丽线虫的研究 秀丽线虫目前已成为研究细胞凋亡、神经发育以及学习和记忆等多种复杂生命现象调控机的重要模式生物之一。 3.1 秀丽线虫(Caenorhabditis elegans)与低氧适应(细胞凋亡)

秀丽线虫的发育模式

秀丽线虫的发育模式 摘要 秀丽线虫作为经典的模式生物之一,是唯一一种其生物体内各个细胞能够被逐一盘点和归类的生物。由于它的成虫细胞总数固定,人们可以通过简单的追踪方法测绘出线虫细胞谱系,研究每一个细胞的来龙去脉。作为一种恒定细胞系示例,线虫已被证明是研究真核生物发育遗传、细胞生物学等学说的极好材料。 关键词 秀丽线虫 胚胎发育 恒定细胞系 1.1秀丽线虫的生理特征与生活周期 秀丽线虫是一种生活在土壤中,长1mm 、直径70μm 的线虫动物。它有雌雄同体和雄性两种不同的性别个体,雌雄同体可以进行自体受精,也可以与雄性个体交配。体细胞数量少,通体透明,便于观察单个细胞的分裂和分化过程。秀丽线虫受精卵的胚胎发育过程只有15h ,而孵化的幼虫经50h 便发育为成体。 秀丽线虫的生活史 除此之外,秀丽线虫可以大 量地在琼脂培养基中繁养,其幼 虫可以直接进行活体冻存和复 苏。这些也是秀丽线虫作为研究 生物发育的重要原因。 1.2秀丽线虫的性别遗传与 染色体组成 线虫通常是两性的,有XX 性染色体,外形和解剖学上看是 雌性,但它不能产卵,器官中生 殖腺还能产生精子。自体受精导 致繁殖亲近,反复杂交,突变基 因(新等位基因)在F2代就成 为纯合基因。 由于染色体不分离,偶尔会 丢失X 染色体从而产生0.2%XO 的雄性个体(相应的XXX 胚胎不能存活)。XO 雄性体与两性体交配,此时两性体扮演真正的雌性体。因此在秀丽线虫中,交叉受精和自体受精都是可能的。在交叉受精过程中,新等位基因可以被引入。 2.1秀丽线虫的胚胎发育 在秀丽线虫中,胚胎发生是以一种精确重复、代代遗传的特异模式进行的。每个体细胞都可以再建其个体发生树。秀丽线虫的每一个个体发育到相等数量细胞后发育终止,细胞谱系高度精准。 秀丽线虫的卵直径大约为50μm ,受精以后极体形成,雌雄原核融合后卵裂开始。第一次卵裂便是不对称的,它们未来不同的发育前景已被决定,产生一个前端的AB 细胞和一个后端的1P 细胞。以后AB 细胞分裂产生a AB 和p AB 细胞,1P 细胞分裂产生2P 和EMS 细胞。EMS 细胞分裂成E 细胞(将来发育成肠)和MS 细胞(图中未标出)。 秀丽线虫胚胎的卵裂

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