秀丽隐杆线虫：一把开启长寿秘密的钥匙.pdf

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1、chnese。una．。NaueIvo1．35N。．6IREvIEwARTIcLEdoi：10．39695．issn．0253—9608．2013．06．008秀丽隐杆线虫：一把开启长寿秘密的钥匙杨平④费俭②①博士，上海南方模式生物研究中心，上海201210；②研究员，上海南方模式生物研究中心，上海201210；同济大学生命科学与技术学院，上海200092关键词模式生物：秀丽隐杆线虫：衰老长寿摘要许多模式生物都被用来开展寿命相关的研究，其中秀丽隐杆线虫因其具有研究周期短、突变体多、在信号通路方面和人类具有高度相

2、似性等优势而广受青睐。在过去的30多年里，科学家们对线虫的研究使得我们对调控衰老和长寿的分子机制有了飞跃式的进步。1引言秀丽隐杆线虫(以下简称线虫)是20世纪70年代才开始被人们用来作为模式生物的，把它带人科学殿堂的是当时在剑桥大学的SydneyBrenner博士(图1)。Brenner于1927年出生于南非，1954年在牛津大学获得博士学位。1953年春，Brener有幸成为少数几个最早了解Watson和Crick提出的DNA双螺旋结构的人之一。之后他加入了位于剑桥大学的卡文迪许(Cavendish)实验室，

3、和Crick一起开展分子生物学研究。作为图1SydneyBrenner博士f据http：／／www．africansuccess第一代的分子生物学家，Brenner在信使org／visuFiche．php?lang=en&id=991、RNA(mRNA)和转运RNA(tRNA)概念的提出、中心法则思想的形成等过程中均发挥了举足轻重学作为一门学科已经基本确立，激动人心的初创的作用，他最早用实验证明了编码蛋白质的遗传阶段已经过去，他需要寻找新的科学领域去探索密码是三联密码子，并报道了移码突变的现象。和征服。此时的他

4、最想了解的是发育和神经系统在他尚未荣获诺贝尔奖时，曾有人问Watson，为所呈现出的复杂性。在Brener涉足之前，已有什么Brenner还没有获奖?Watson说：“Sydney很多科学家利用其他模式生物，如海胆、大乌贼、能够得奖的工作太多，以至颁奖委员会无法决定两栖类、小鼠等，在这两个领域中开展了大量工其获奖内容。”这虽是一句玩笑，但也道出了作，取得了重要的成果；但Brener认为这些系Brener在分子生物学领域的杰出贡献。2002年，统仍然太过复杂，难以着手研究，他需要一种新诺贝尔生理学或医学奖颁给了B

5、renner和他的两的模式生物来研究他所关心的领域。正如他在个学生JohnE．Sulston和H．Robe~Horvitz，以表1963年写给剑桥科学委员会的信中所言：“我们彰他们发现了在器官发育和细胞程序性死亡过需要一种生命周期短的多细胞生物，这种生物应程中的基因规则。该满足个体小、容易培养、可如同微生物一样进20世纪60年代末，Brenner意识到分子生物行大批量操作的条件。构成身体的细胞数量相对_■■436自筮．未志第35卷第6期_专题综述较少，可以对构成细胞的形态和谱系进行穷尽性系时意外发现了细胞程序性

6、死亡的现象，而研究，可以开展遗传分析。”Brenner的最终选择Horvitz找到了第一批影响线虫细胞程序性死亡便是秀丽隐杆线虫。线虫在土壤中生活，成虫体的基因：ced-3、ced-4、ced-9【3】。随后，细胞程序长1～2rain，身体半透明，靠捕食微生物为生，性死亡的现象在其他物种的发育过程中也被发容易在实验室饲养。线虫有雌雄同体和雄虫两种现，并且证明这是正常发育过程所必需的，参与性别，雌雄同体可以自体受精繁育，也可与雄虫这一过程的基因在各物种问具有高度的保守性。交配，优先利用雄虫的精子受精产生后代。在自

7、继2002年Brenner的工作被授予诺贝尔奖，2006然界的正常环境中，雄虫比例非常低，约占群体年，CraigC．Mello和AndrewZ．Fire因为利用线的O．05％。用热休克诱导的方法处理雌雄同体的虫为模式生物阐明了RNA干扰(RNAinterference，线虫可大幅度增加其后代中雄虫的比例。实验室RNAi)的机制被授予诺贝尔生理学或医学奖【4；条件下，通过自交，野生型雌雄同体的线虫一生2008年，诺贝尔化学奖授予OsamiJShimomura、可以产卵近300个，如果和雄虫交配后，可产卵Marti

8、nChalfie和钱永健(RogerTsien)，以表彰他1000枚以上。在20℃的实验室条件下，线虫的们分别在绿色荧光蛋白fGFP)的发现和应用方面世代周期为3～4天，平均寿命为3周左右。成所做出的杰出贡献，而其中Chalfie的主要贡献年雌雄同体线虫由959个体细胞构成(成年雄性是首次利用线虫证明了GFP在多细胞生物中的线虫由1031个体细胞构成)，具有302个神经元，应用前景。此