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,文昌鱼 斑马鱼 爪蟾 鸡 小鼠,一、酵母 （yeast）,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,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,1980s 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,成就,二、线虫 （C. elegans）,/faculty/goldstein/lab/crawl.mov,生活史,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,细胞凋亡研究 2002年Noble Price,成就,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,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。,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,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。,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。,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,成就,八、 鸡 chicken,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。,九、 小鼠 mouse,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。,十