【趣味科普】就算是只虫,也是只体态优雅的虫

今天要跟大家介绍的是小编的一位老朋友——线虫动物门的秀丽隐杆线虫Caenorhabditis elegansC. elegans)。之所以说老朋友,是因为小编已经与它打交道超过3年的时间了,一直想找个机会给大家介绍介绍它。

有些小伙伴首先注意到的是它的中文名字「秀丽」(还挺好听的),这其实来自于它的英文「elegans」,也就是「优雅」的意思。这个名字是由1900年首次发现它的法国学者Émile Maupas所取的,而且也取得非常地贴切。

运动体态优美的秀丽线虫

之前也提到过,秀丽线虫属于线虫动物门,而与它同门的亲戚其中之一就是人尽皆之臭名昭著的蛔虫(Acaris lumbricoides)。但是,秀丽线虫可与这些专营寄生的「倒霉亲戚」不同,它是一种非寄生的线虫,主要以细菌为食,因此不具有任何致病性

尽管在1900年已经被发现,但是真正让秀丽线虫成为热门的模式生物,还得归功于Sydney Brenner于1963年对线虫进行的发育生物学和神经科学的研究。之后的五十多年的时间里,已经有三个获诺贝尔奖的发现是直接应用它来进行的研究,可见它对于科学界的重要性。

秀丽线虫的成虫通体透明,只有约1毫米的长度,寿命约两到三周,而生殖周期则更短——只有3天,每条成虫可以产生约300个左右的卵,所以我们可以在实验室中以短时间大批量地产生需要的实验线虫,因此它非常适合用来进行实验研究(一般我们在实验室中会先在琼脂盘上养上大肠杆菌,然后秀丽线虫就可以在上面生存了)

培养秀丽线虫的琼脂盘(图片出处见盘标)

同时,秀丽线虫还有一个十分独特的性别系统,它的两个性别分别是雄性雌雄同体

雌雄同体的线虫自身既含有精巢也有卵巢,所以可以在没有雄性的情况下实现自体繁殖;而雄性线虫只有一套生殖系统,所以不能实现自体繁殖,只能通过与雌雄同体的线虫交配进行双性繁殖。这一点对于我们利用线虫进行实验研究具有十分重要的意义。一般情况下我们通过培养雌雄同体的线虫,并利用它的自体繁殖,就可以保证这一线虫基因型进行稳定遗传,不会变;另一方面,雄性的存在,也可以为我们通过杂交在线虫中引入其它的基因型提供便利。

不同时期的秀丽线虫(图片出处www.wormbook.org)

当然,利用秀丽线虫进行研究的优点可不止以上这些。秀丽线虫的基因组非常的小,只有1亿个碱基对,基因组内包含了6条染色体和1条线粒体基因组,因此秀丽线虫成为了世界上第一种完成全基因测序的多细胞生物(1998年发表)。

另外还有一个「一」更加的了不起—秀丽线虫是当今世界唯一的一个身体中所有细胞都能被逐个盘点归类的生物。什么意思呢?我们都知道生物个体一开始都是由受精卵的一个细胞,通过不断的细胞分裂与分化发育而成的,简单来说就是「一分二、二分四、四分八……」。雌雄同体的秀丽线虫成虫有959个体细胞(雄虫有1031个),而这959个细胞分别是由哪个细胞分裂而来、位置在哪,科学家们都已经一一确定。这一项伟大的工作是由Brenner实验室的另一名英国科学家John Sulston于1983年完成的。大家要知道,在七八十年到的时候,我们还没有如今的种种先进仪器,Sulston是如何一个个确定并绘制这些细胞的谱系图的呢?没错,全靠肉眼数!Sulston就在显微镜中,从一个受精卵开始,一步一步地硬是一直数到了成虫总共1090个细胞(其中有131个细胞在发育过程中发生了凋亡),并把这每一个细胞的谱系和位置都绘制了出来。可见下图。

Sulston在显微镜下观察的秀丽线虫受精卵(SulstonJ等,1983)
Sulston绘制的分裂开始270分钟的秀丽线虫受精卵(SulstonJ等,1983)

正因为Sulston以坚忍不拔的毅力完成的这个成果,使得科学家们能够在活体线虫的单个细胞水平上进行遗传发育调控机制的研究。在Sulston的基础上,美国科学家Robert Horvitz等在线虫中揭示了细胞程序性死亡(凋亡)的遗传调控机理。所以在2002年,为了表彰Brenner、Sulston和Horvitz三人的突出贡献,他们共同分享了当年的诺贝尔生理学或医学奖。

如今,科学家们利用秀丽线虫进行着各种方面的研究,包括细胞凋亡机理、细胞的基本活动、神经系统发育、人类基因功能与疾病、衰老,甚至动物睡眠研究等各方面,可谓贡献卓越。

文章的最后给大家欣赏一张小编曾经拍摄的以不同脂质荧光染料染色秀丽线虫的照片吧!

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 206,311评论 6 481
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 88,339评论 2 382
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 152,671评论 0 342
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 55,252评论 1 279
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 64,253评论 5 371
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 49,031评论 1 285
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 38,340评论 3 399
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,973评论 0 259
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 43,466评论 1 300
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,937评论 2 323
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 38,039评论 1 333
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,701评论 4 323
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 39,254评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 30,259评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,485评论 1 262
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 45,497评论 2 354
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,786评论 2 345

推荐阅读更多精彩内容