模式生物(Model Organisms)-中

模式生物(Model Organisms)-中
台北市立第一女子高級中學生物科許一懿老師/國立台灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

以下簡述幾種重要的模式生物以及他們的貢獻： 大腸桿菌：通常簡寫為E.coli，是人體和其他恆溫動物腸道中最主要的革蘭氏陰性菌，也是現代生物學研究最多的原核生物；在微生物學的研究中，大腸桿菌是首先被發現接合現象(Conjugation)的菌種；其基因組(Genome)已經定序完成，共具有460萬個鹼基對，約含4400個基因。圖片源自:http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/32/EscherichiaColi_NIAID.jpg 釀酒酵母或麵包酵母：這是與人類關係最密切的一種酵母，也是分子生物學和細胞生物學的真核模式生物，角色類似於原核的大腸桿菌，是第一個完成基因組定序的真核生物，具有1200萬個鹼基對，約有6275個基因，其中大約5800個是真正有功能的基因，且估計有23%與人類同源，是研究真核細胞的重要工具。

圖片源自:http://en.wikipedia.org/wiki/File:S_cerevisiae_under_DIC_microscopy.jpg 線蟲：體長約1mm，身體透明且構造簡單，從受精卵發育為成體僅需三天半的時間，容易取得也容易在實驗室裡培養，每一隻線蟲在發育的過程中共產生1090個細胞，是從同一個受精卵細胞分裂而來，提供科學家追蹤細胞發育與分化的線索；而成體時剩下959個細胞，有131個細胞在發育過程中凋亡，是研究細胞凋亡調控機制的優良材料，獲得2002年諾貝爾生理醫學獎的計畫性細胞凋亡(Programmed cell death; PCD)研究，便是使用線蟲為材料。線蟲是第一個完成基因組定序的多細胞動物，其基因組含有近1億個鹼基對，約有19000個基因，大多數的個體是雌雄同體，同時可以製造卵和精子，方便研究隱性突變基因的表現。

線蟲曾經在2003年被哥倫比亞號太空梭帶上太空，2006年諾貝爾生理醫學獎頒給研究RNA干擾(RNA interference; RNAi)的科學家，以及2008年諾貝爾化學獎頒給研究綠螢光蛋白(Green fluorescent protein; GFP)的科學家，也都是利用線蟲為材料，在基因表現與調控的研究領域，線蟲具超級模式生物的地位。圖片源自:http://en.wikipedia.org/wiki/File:Adult_Caenorhabditis_elegans.jpg 果蠅：又稱為黑腹果蠅，是遺傳學和發育生物學重要的模式生物之一，自摩根(Morgan, T.H.)在二十世紀初採用以研究遺傳模式後，果蠅廣受歡迎，是1933年、1946年及1995年諾貝爾生理醫學獎得主的實驗材料。果蠅的生活史短、從卵到成蟲只需約兩個星期、子代眾多、突變型多、具有巨大染色體方便進行基因定序；其基因體在2000年時定序完成，共有1億6千5百萬個鹼基對，約含13700個基因，基因體中約有65%是非編碼序列。果蠅在胚胎發育的過程中，由一套基因決定成蟲體節的對稱分布，而這套基因普遍存在於各種昆蟲到人類的基因組中，因此提供研究發育模式的資訊。此外約75%人類疾病的基因也存在於果蠅的基因體中，因此果蠅也成為研究人類疾病的模式生物，包含探討老化現象、氧化壓力、糖尿病、部分癌症、藥物濫用以及神經退化的疾病，如帕金森氏症(Parkinson’s disease)、杭丁頓氏症(Huntington’s disease)以及阿茲海默症(Alzheimer’s disease)等。圖片源自:http://en.wikipedia.org/wiki/File:Drosophila_melanogaster_-_side_(aka).jpg

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