為什么線蟲需要20000個基因課件

線蟲為什么需要20000個基因11級生科A班第小組主要內容1、線蟲簡介2、線蟲的研究意義3、線蟲的生物學特征4、線蟲的細胞學特征5、肌肉萎縮模式動物6、線蟲為什么需要20000個基因線蟲簡介通常所說的線蟲特指秀麗隱桿線蟲(Caenorhabditiselegans)是一種很小的蠕蟲。秀麗隱桿線蟲已經成為現(xiàn)代發(fā)育生物學、遺傳學和基因組學研究的重要模式材料.其成體長僅1mm，全身透明，以細菌為食，居住在土壤中，全身共有959個細胞，性別為雌雄同體或雄性。

線蟲的生物學特征C.elegans呈蠕蟲狀（vermiform）、兩側對稱（bilateralsymmetry），體表有一層角質層（cuticle）覆蓋物，無分節(jié)（segmentation），有四條主要的表皮索狀組織（epidermalcord）及一個充滿體液的假體腔（pseudocoelom），以微生物（microorganism）為食，如埃希氏大腸桿菌(Escherichiacoli）。C.elegans基本解剖構造包括一個口、咽、腸、性腺，及膠原蛋白角質層（collagenouscuticle）。有雄性及雌雄同體（hermaphrodite）兩種性別，雄性有一個單葉性腺(single-lobedgonad），輸精管，及一個特化為交配用的尾部。雌雄同體有兩個卵巢、輸卵管、藏精器，及單一子宮。絕大多數(shù)個體為雌雄同體，雄性僅占0.05%。生命周期：雌雄同體個體產卵孵化后，經歷四個幼蟲期（L1-L4）。當族群擁擠或食物不足時，C.elegans會進入另一種幼蟲期，叫做dauer幼蟲。Dauer能對抗逆境，而且不會老化。雌雄同體個體在L4期生產精子、并在成蟲期產卵。而雄性也能使雌雄同體受精，雌雄同體會優(yōu)先選擇雄性的精子。在實驗室20°C的環(huán)境下，C.elegans平均壽命為二、三周，而發(fā)育一個世代僅約為4天。秀麗隱桿線蟲C.elegans有五對常染色體(autosome）和一對性染色體(sexchromsome）。是一個染色體數(shù)很少的二倍體。線蟲的細胞學特征

秀麗隱桿線蟲（C.elegans）做為一種模式生物(modelorganism）被大量應用于現(xiàn)代發(fā)育生物學，遺傳學，基因組學的研究中。C.elegans在研究細胞分化(cellulardifferentiation）方面特別有貢獻，而且是第一個基因組(genome）完全被定序（sequencing）的多細胞生物。其基因組很小，僅有80,000,000bps，為人類基因組的3%，約有13,500個基因。且C.elegans與原核相似，有25%左右的基因產生多順反子mRNA（PolycistronicmRNA），此和它們通過反式剪接使下游基因的到表達有關。C.elegans大部分是XX型的雌雄同體個體（hermaphrodites）大約每500個蠕蟲有1個是XO型的雄體，此是染色體不分離的結果。C.elegans的優(yōu)勢在于為一種多細胞(multicellular)真核生物(eukaryote）。雌雄同體成蟲有959個體細胞；雄成蟲有1031個。且每一個體細胞(somaticcell）的發(fā)育情況都研究得較為清楚。這個細胞世系(celllineage）的規(guī)律在各個個體之間是幾乎不變的。兩種性別的個體，都有許多多出的細胞（雌雄同體131個，大部分原本會成為神經元）將經由細胞凋亡(apoptosis）的過程被除去。秀麗隱桿線蟲除此之外，C.elegans還是有最簡單的神經系統(tǒng)(nervoussystem）的生物之一。在雌雄同體中，總共有302個神經元(neuron），其連結形式也已完全被建立出來（small-worldnetwork）。更多研究探索了與C.elegans的一些特殊行為有密切關連的神經機制，包括趨化性(chemotaxis）、趨溫性(thermotaxis），以及雄性交配行為。肌肉萎縮研究的模式動物——線蟲美國宇航局的“阿特蘭蒂斯號”航天飛機于2009年11月17日凌晨順利升空，任務是把零部件送入國際空間站和搭載百萬秀麗隱桿線蟲。秀麗隱桿線蟲只有在顯微鏡下才能看到，是用于研究人體生理出現(xiàn)的長期變化的最完美替代物，原因在于：它們在很多相同條件下也和人類一樣出現(xiàn)肌肉萎縮現(xiàn)象。肌肉萎縮是宇航員擔心的主要健康問題之一。除了肌肉萎縮外，這項研究還將幫助科學家更多地了解零重力狀態(tài)如何影響臥床不起的人，臥床不起主要由肌肉萎縮癥、糖尿病、外傷和衰老所致。因此，這些線蟲這次成為太空游客，目的旨在幫助諾丁漢大學的專家進一步了解什么因素引起人體肌肉增強和萎縮。在空間站，這些線蟲將經歷導致宇航員肌肉出現(xiàn)戲劇性萎縮的無重力狀態(tài)。

諾丁漢大學位于德比的臨床醫(yī)學研究所的納撒尼爾·瑟奇亞克博士，多年來對控制肌肉蛋白降解的信號進行研究，他的研究工作主要是圍繞從英國布里斯托爾垃圾堆填區(qū)發(fā)現(xiàn)并收集的秀麗隱桿線蟲展開的。秀麗隱桿線蟲秀麗隱桿線蟲（Caenorhabditiselegans，C.elegans）是一種可以獨立生存的線蟲(roundworm），隸屬于線形動物門，線蟲綱，小桿線蟲目，廣桿線蟲屬，又稱作秀麗新小桿線蟲或簡稱秀麗線蟲。長度約1mm，生活在溫度恒定的環(huán)境。自1965年起，科學家SydneyBrenner利用線蟲作為分子生物學和發(fā)育生物學研究領域的模式生物（animalmodel）。

上述因素（可能出現(xiàn)假基因，可變剪切、復制、冗余、風化）不久將會在接近完成測試的近親屬的線蟲中以重要的信息大規(guī)模的出現(xiàn)。在此一年之前，超過10%的C.brig