【線蟲】小身材也能綻放大光芒
小線蟲（C.elegans）的諾獎履歷
2002 生理或醫(yī)學獎 Sydney Brenner John E Sulston H. Robert Horvitz
這三位科學家以構(gòu)造簡單的線蟲為研究對象，在觀察線蟲的細胞生長分化過程中，發(fā)現(xiàn)多個能夠調(diào)控器官發(fā)育與細胞程序性死亡的基因；并且證明包括人類在內(nèi)的高等生物體內(nèi)也有相對應的基因存在。
2006 生理或醫(yī)學獎 Craig C.Mello Andrew Z.Fire
利用線蟲闡明了RNA干擾（RNA interference, RNAi）的機制。
2008 化學獎 Osamu Shimomura Martin Chalfie 錢永健(Roger Tsien）
三位科學家在綠色熒光蛋白（GFP）的發(fā)現(xiàn)和應用方面所做出了杰出貢獻，其中Chalfie的主要貢獻是首次利用線蟲證明了GFP在多細胞生物中的應用前景。
是誰將這條小蟲挑上了科學殿堂？
秀麗隱桿線蟲（C.elegans，簡稱線蟲）是上個世紀七十年代才開始被人們用來作為模式生物的，把它帶進科學殿堂來的是當時在劍橋大學的Sydney Brenner。
來源：www.africansuccess.org
Brenner于1927年出生于南非，1954年在牛津大學獲得博士學位。1953年春，Brenner有幸成為少數(shù)幾個最早了解Watson和Crick DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的人員之一。之后他加入了位于劍橋大學的卡文迪許（Cavendish）實驗室，和Crick一起開展分子生物學研究。
作為第一代的分子生物學家，Brenner在信使RNA（mRNA）和轉(zhuǎn)移RNA（tRNA）概念的提出，中心法則思想的形成等過程中均發(fā)揮了舉足輕重的作用，他最早用實驗證明了編碼蛋白質(zhì)的遺傳密碼是三聯(lián)密碼子，并報道了移碼突變的現(xiàn)象。
在他尚未榮獲諾貝爾獎（2002年）之前，曾有人問Watson，為什么Brenner還沒有獲獎，Watson說，Sydney能夠得獎的工作太多，以致頒獎委員會無法決定其獲獎內(nèi)容，這雖是一句玩笑，但也道出了Brenner在分子生物學領(lǐng)域的杰出貢獻。
60年代末，Brenner意識到分子生物學作為一門學科已經(jīng)基本確立，激動人心的初創(chuàng)階段已經(jīng)過去，他需要尋找新的科學領(lǐng)域去探索和征服，此時的他最想了解的是發(fā)育和神經(jīng)系統(tǒng)所呈現(xiàn)出的復雜性。
在Brenner涉足之前，已有很多科學家利用其它模式生物，如海膽、大烏賊、兩棲類、小鼠等在這兩個領(lǐng)域中開展了大量工作，取得了重要的成果，但Brenner認為這些系統(tǒng)仍然太過復雜，難以著手研究，他需要一種新的模式生物來研究他所關(guān)心的領(lǐng)域，正如他在1963年寫給劍橋科學委員會的信中所言：“我們需要一種生命周期短的多細胞生物，這種生物應該滿足個體小，容易培養(yǎng)，可如同微生物一樣進行大批量操作的條件。構(gòu)成身體的細胞數(shù)量相對較少，可以對構(gòu)成細胞的形態(tài)和譜系進行窮盡性研究，可以開展遺傳分析�！� Brenner的最終選擇便是——秀麗隱桿線蟲。
秀麗隱桿線蟲（雌雄同體）解剖結(jié)構(gòu) 來源：http://post.queensu.ca/~chinsang/research/c-elegans.html
Brenner實驗室花了近十年的時間，才發(fā)表了第一篇有關(guān)線蟲的文章，可謂是十年磨一劍。1974年，他們在Genetics上發(fā)表了題為《Genetics of Caenorhabditis elegans》的文章，公布了線蟲基因的物理圖譜，標志著對線蟲的研究正式拉開帷幕。
此后，包括Brenner實驗室在內(nèi)的許多研究小組利用線蟲的研究中產(chǎn)生了一批重要的原創(chuàng)性發(fā)現(xiàn)：
- 線蟲是世界上第一個被闡明所有體細胞發(fā)育譜系(cell lineage)和神經(jīng)元相互作用的多細胞生物。
- Sulston正是在追蹤線蟲細胞發(fā)育譜系時意外發(fā)現(xiàn)了細胞程序性死亡的現(xiàn)象。
- Horvitz則找到了第一批影響線蟲細胞程序性死亡的基因：ced-3,ced-4,ced-9。
隨后，細胞程序性死亡的現(xiàn)象在其它物種的發(fā)育過程中也被發(fā)現(xiàn)，并且證明這是正常發(fā)育過程所必需的，參與這一過程的基因在各物種間具有高度的保守性。
小小線蟲憑什么引起了科學家的關(guān)注？
因為線蟲具備的以下這些特性完全符合了Brenner當初的預想：
- 線蟲在土壤中生活，成蟲體長1-2毫米左右，身體半透明，靠捕食微生物為生，容易在實驗室飼養(yǎng)。
- 線蟲有雌雄同體和雄蟲兩種性別，雌雄同體可以自體受精繁育，也可與雄蟲交配優(yōu)先利用雄蟲的精子受精產(chǎn)生后代。在自然界的正常環(huán)境中，雄蟲比例非常低，約占群體的0.05%。
- 用熱休克誘導的方法處理雌雄同體的線蟲可大幅度增加其后代中雄蟲的比例。實驗室條件下，通過自交，野生型雌雄同體的線蟲一生可以產(chǎn)卵近300個，如果和雄蟲交配后，可產(chǎn)卵1000枚以上。
- 在20℃的實驗室條件下，線蟲的世代周期為3-4天，平均壽命約3周左右。
- 成年雌雄同體線蟲由959個體細胞構(gòu)成（成年雄性線蟲由1031個體細胞構(gòu)成），具有302個神經(jīng)元，有明確的器官和組織結(jié)構(gòu)。
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線蟲生命力強勁，能像細菌一樣在-80度條件下長期凍存，需要時可隨時復蘇。
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線蟲的生命周期來源：http://www.scq.ubc.ca/genetic-studies-of-aging-and-longevity-in-model-organisms
生命科學研究的新寵
線蟲已成為發(fā)育生物學、神經(jīng)生物學、基因功能研究的新寵。
- 已成為研究熱點的小RNA，microRNA，是在線蟲中首先被發(fā)現(xiàn)并開展其功能研究的。
- 線蟲還是第一個被完整測序的多細胞真核生物，在其近2萬個蛋白編碼基因中，有60-80%與人類基因同源。
- 第一個影響壽命的信號通路-胰島素樣信號通路，也是在線蟲中首先被闡述然后在許多其它物種上也被證實的。
- 線蟲已被用于多種人類疾病的研究和藥物篩選，包括腫瘤、帕金森氏癥、老年癡呆、糖尿病、多囊腎病等。
- 和其它模式生物相比，線蟲由于壽命短、突變體多使其在衰老和壽命研究方面具有顯著的優(yōu)勢和特色。
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Wormbase
http://www.wormbase.orgwww.wormbase.org
WormBase is an international consortium of biologists and computer scientists dedicated to providing the research community with accurate, current, accessible information concerning the genetics, genomics and biology of C. elegans and related nematodes.
Wormbook
WormBook is a comprehensive, open-access collection of original, peer-reviewed chapters covering topics related to the biology of Caenorhabditis elegans and other nematodes.
美國明尼蘇達大學的線蟲遺傳中心
http://www.cbs.umn.edu/CGCwww.cbs.umn.edu
作為一個公益性的研究機構(gòu)對外提供各種線蟲的突變品系，幾乎涵蓋了線蟲所有的基因。
