线虫模型研究进展论文

1900年，Maupas把这种棒状的蠕虫命名为Rhabditis elegans，因为群体繁殖为“r-选择”的缘故，早在1948年Dougherty and Calhoun 便指出了它在遗传学研究中的重要性。1952年，Osche把它置于Caenorhabditis亚属，1955年Dougherty最终把它命名为Caenorhabditis elegans（其中Caeno意为 recent; rhabditis意为 rod; elegans意为nice）。广泛使用N2 Bristol品系，由Staniland从英格兰Bristol附近的蘑菇堆肥中分离，1965年被定为参考种N2。在此过程中，Dougherty建立了线虫的琼脂板接种，大肠杆菌的培养方法和无菌单培养方法。对秀丽线虫的早期研究工作，主要集中在解剖、营养、生理和生殖等方面，直到1960s中期，随着DNA双螺旋结构的揭示和遗传密码的发现，使得当时的生物学家认为，“人脑是生命科学研究的最后堡垒。”1963年，Sydney Brenner在写给剑桥大学分子生物学实验室主任Perutz的信中指出：“几乎所有的经典的分子生物学问题已经解决或在今后几十年内将得到解决，……今后分子生物学的任务，是深入的探讨生命科学的其它领域，特别是发育和神经系统”。在此背景下，Brenner着手寻找一种具有生活周期短，个体小容易繁殖的后生动物，1963年10月，他从Dougherty实验室获得了线虫Bristol品系，并对此开展不懈的研究。在早期的研究工作中，Brenner分离得到了一些营养突变体，他转而使用EMS处理线虫，首先获得一种短小矮胖的个体，被命名为dpy-1。到1974年Brenner的论文The Genetics of Caenorhabditis elegans发表时，通过EMS诱变一共获得300多个线虫突变体，其中多数为隐性突变。突变表型涉及行为、运动和形态结构等方面，这些突变材料使得100多个基因得以表征，并被定位于6个连锁群。秀丽线虫作为模式生物的优越性也日渐显示，如通体透明，体细胞数目恒定，特定细胞位置固定等，这使得它成为研究个体发生的良好材料。Sulston通过活体观察线虫的胚胎发育和细胞迁移途径，于1983年完成线虫从受精卵到成体的细胞谱系，是发育生物学史上具有里程碑性的发现，随后秀丽线虫在胚胎发育、性别决定、细胞凋亡、行为与神经生物学等方面研究中得到广泛应用。其中Brenner，Sulston和Horvitz因在线虫的遗传与发育方面的成就，获得2002年诺贝尔医学或生理学奖。从1980年代中期开始的线虫基因组测序工作，于1998年完成，同年Fire建立了线虫RNA干扰技术，该技术可以方便的沉默特定的基因，即通过反向遗传学（reverse genetics）研究特定基因的功能，在生命科学的许多领域得到应用，2006年Fire和Mello因此而获得诺贝尔医学或生理学奖。