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秀丽隐杆线虫:生物黑箱的“透明窗”
    秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)是生活在温和土壤里的一种非寄生的多细胞真核生物,以微生物如大肠杆菌等为食。关于线虫的研究要追溯到1963年,Sydney Brenner(2002年诺贝尔生理学或医学奖得主)开始利用线虫进行神经元发育的研究,并逐渐使线虫成为一种模式生物。线虫研究至今已经三获诺贝尔奖。

    图一:GFP标记线虫神经系统的荧光图像
    在1988年12月,Nature杂志刊面就是秀丽隐杆线虫:
     

     

    体长仅3mm的小线虫成为生物学研究的“大明星”主要归因于以下几点:

    1.个体小,结构简单又通体透明,非常容易观察。这使线虫不仅可以在实验室中研究使用,还可以在课堂上让学生亲眼透过皮肤观察到组织和细胞内正在发生的奇妙的事情。

    2.生命周期短,跟人类相比可谓是朝生而暮死。线虫是目前研究衰老的重要模式动物,许多的调控衰老的信号通路实在线虫中首先发现的,今年11月8号发表在《nature》上的一篇文章:“Genetic variation in glia–neuron signalling modulates ageing rate”,蔡时青课题组就是利用秀丽隐杆线虫这一模式动物详细研究了个体间衰老速度差异与遗传因素的关系,发现了“胶质细胞-神经元信号的遗传多态性能调节衰老的速度”。

    3.可冷冻保存,易于培养,可置于液氮中长期保存和运输,解冻后不影响其生物学功能。

    4.体细胞数目恒定,研究人员已经建立了完整的线虫从受精卵到所有成体细胞的谱系图,为研究组织和器官的发育建立了基础。

    5.线虫是第一种完成全基因组测序的多细胞生物,现在wormbase网站(http://www.wormbase.org/)可以方便地查找线虫的全部基因、表型、资源等信息。

    随着时间的推移,对线虫的研究已经扩展到现代生物学的各个的领域,包括对真核细胞的基本功能和相互作用、宿主与寄生虫相互作用和进化的研究等等。现在,全球1000多个实验室开展秀丽隐杆线虫的研究,在过去5年里,每年都有1200多篇的线虫研究文章发表。线虫可谓是探索生物“黑箱”的一个小小的“透明窗”。


    本文撰写 中国医学科学院医学实验动物研究所 比较医学研究中心 党女



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