【趣味科普】就算是只蟲萎津,也是只體態(tài)優(yōu)雅的蟲

今天要跟大家介紹的是小編的一位老朋友——線蟲動(dòng)物門的秀麗隱桿線蟲Caenorhabditis elegans咧七,C. elegans)。之所以說老朋友,是因?yàn)樾【幰呀?jīng)與它打交道超過3年的時(shí)間了窖梁,一直想找個(gè)機(jī)會(huì)給大家介紹介紹它赘风。

有些小伙伴首先注意到的是它的中文名字「秀麗」(還挺好聽的)夹囚,這其實(shí)來自于它的英文「elegans」纵刘,也就是「優(yōu)雅」的意思。這個(gè)名字是由1900年首次發(fā)現(xiàn)它的法國學(xué)者émile Maupas所取的荸哟,而且也取得非常地貼切假哎。

運(yùn)動(dòng)體態(tài)優(yōu)美的秀麗線蟲

之前也提到過,秀麗線蟲屬于線蟲動(dòng)物門鞍历,而與它同門的親戚其中之一就是人盡皆之臭名昭著的蛔蟲(Acaris lumbricoides)舵抹。但是,秀麗線蟲可與這些專營寄生的「倒霉親戚」不同劣砍,它是一種非寄生的線蟲惧蛹,主要以細(xì)菌為食,因此不具有任何致病性刑枝。

盡管在1900年已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)香嗓,但是真正讓秀麗線蟲成為熱門的模式生物,還得歸功于Sydney Brenner于1963年對線蟲進(jìn)行的發(fā)育生物學(xué)和神經(jīng)科學(xué)的研究装畅。之后的五十多年的時(shí)間里靠娱,已經(jīng)有三個(gè)獲諾貝爾獎(jiǎng)的發(fā)現(xiàn)是直接應(yīng)用它來進(jìn)行的研究,可見它對于科學(xué)界的重要性掠兄。

秀麗線蟲的成蟲通體透明像云,只有約1毫米的長度,壽命約兩到三周蚂夕,而生殖周期則更短——只有3天迅诬,每條成蟲可以產(chǎn)生約300個(gè)左右的卵,所以我們可以在實(shí)驗(yàn)室中以短時(shí)間大批量地產(chǎn)生需要的實(shí)驗(yàn)線蟲婿牍,因此它非常適合用來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究(一般我們在實(shí)驗(yàn)室中會(huì)先在瓊脂盤上養(yǎng)上大腸桿菌百框,然后秀麗線蟲就可以在上面生存了)

培養(yǎng)秀麗線蟲的瓊脂盤(圖片出處見盤標(biāo))

同時(shí),秀麗線蟲還有一個(gè)十分獨(dú)特的性別系統(tǒng)牍汹,它的兩個(gè)性別分別是雄性雌雄同體铐维。

雌雄同體的線蟲自身既含有精巢也有卵巢,所以可以在沒有雄性的情況下實(shí)現(xiàn)自體繁殖慎菲;而雄性線蟲只有一套生殖系統(tǒng)嫁蛇,所以不能實(shí)現(xiàn)自體繁殖,只能通過與雌雄同體的線蟲交配進(jìn)行雙性繁殖露该。這一點(diǎn)對于我們利用線蟲進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究具有十分重要的意義睬棚。一般情況下我們通過培養(yǎng)雌雄同體的線蟲,并利用它的自體繁殖,就可以保證這一線蟲基因型進(jìn)行穩(wěn)定遺傳抑党,不會(huì)變包警;另一方面,雄性的存在底靠,也可以為我們通過雜交在線蟲中引入其它的基因型提供便利害晦。

不同時(shí)期的秀麗線蟲(圖片出處www.wormbook.org)

當(dāng)然,利用秀麗線蟲進(jìn)行研究的優(yōu)點(diǎn)可不止以上這些暑中。秀麗線蟲的基因組非常的小壹瘟,只有1億個(gè)堿基對,基因組內(nèi)包含了6條染色體和1條線粒體基因組鳄逾,因此秀麗線蟲成為了世界上第一種完成全基因測序的多細(xì)胞生物(1998年發(fā)表)稻轨。

另外還有一個(gè)「一」更加的了不起—秀麗線蟲是當(dāng)今世界唯一的一個(gè)身體中所有細(xì)胞都能被逐個(gè)盤點(diǎn)歸類的生物。什么意思呢雕凹?我們都知道生物個(gè)體一開始都是由受精卵的一個(gè)細(xì)胞殴俱,通過不斷的細(xì)胞分裂與分化發(fā)育而成的,簡單來說就是「一分二枚抵、二分四线欲、四分八……」。雌雄同體的秀麗線蟲成蟲有959個(gè)體細(xì)胞(雄蟲有1031個(gè))俄精,而這959個(gè)細(xì)胞分別是由哪個(gè)細(xì)胞分裂而來询筏、位置在哪,科學(xué)家們都已經(jīng)一一確定竖慧。這一項(xiàng)偉大的工作是由Brenner實(shí)驗(yàn)室的另一名英國科學(xué)家John Sulston于1983年完成的嫌套。大家要知道,在七八十年到的時(shí)候圾旨,我們還沒有如今的種種先進(jìn)儀器踱讨,Sulston是如何一個(gè)個(gè)確定并繪制這些細(xì)胞的譜系圖的呢?沒錯(cuò)砍的,全靠肉眼數(shù)痹筛!Sulston就在顯微鏡中,從一個(gè)受精卵開始廓鞠,一步一步地硬是一直數(shù)到了成蟲總共1090個(gè)細(xì)胞(其中有131個(gè)細(xì)胞在發(fā)育過程中發(fā)生了凋亡)帚稠,并把這每一個(gè)細(xì)胞的譜系和位置都繪制了出來〈布眩可見下圖滋早。

Sulston在顯微鏡下觀察的秀麗線蟲受精卵(SulstonJ等,1983)
Sulston繪制的分裂開始270分鐘的秀麗線蟲受精卵(SulstonJ等砌们,1983)

正因?yàn)镾ulston以堅(jiān)忍不拔的毅力完成的這個(gè)成果杆麸,使得科學(xué)家們能夠在活體線蟲的單個(gè)細(xì)胞水平上進(jìn)行遺傳發(fā)育調(diào)控機(jī)制的研究搁进。在Sulston的基礎(chǔ)上,美國科學(xué)家Robert Horvitz等在線蟲中揭示了細(xì)胞程序性死亡(凋亡)的遺傳調(diào)控機(jī)理昔头。所以在2002年饼问,為了表彰Brenner、Sulston和Horvitz三人的突出貢獻(xiàn)揭斧,他們共同分享了當(dāng)年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)莱革。

如今,科學(xué)家們利用秀麗線蟲進(jìn)行著各種方面的研究未蝌,包括細(xì)胞凋亡機(jī)理驮吱、細(xì)胞的基本活動(dòng)茧妒、神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育萧吠、人類基因功能與疾病、衰老桐筏,甚至動(dòng)物睡眠研究等各方面纸型,可謂貢獻(xiàn)卓越。

文章的最后給大家欣賞一張小編曾經(jīng)拍攝的以不同脂質(zhì)熒光染料染色秀麗線蟲的照片吧梅忌!

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