生物谷報(bào)道:線蟲是一種重要的模式生物,,在動(dòng)物發(fā)育生物學(xué),、細(xì)胞生物學(xué)等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用,。對于線蟲作為藥物發(fā)現(xiàn)和分析模型的價(jià)值,有研究人員表示過懷疑,而最近加拿大的研究人員在這一方面的研究中證明了線蟲在藥物篩選中的重要作用,,為今后進(jìn)一步利用線蟲作為藥物篩選模型提供了證據(jù),。
來自加拿大多倫多細(xì)胞與生物分子研究中心,以及醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)與分子生物學(xué)系的研究人員通過對能誘導(dǎo)線蟲C. elegans突變,,產(chǎn)生缺陷的小分子進(jìn)行了一項(xiàng)廣泛篩選,,發(fā)現(xiàn)了一種可以用于治療疾病的的新型小分子,并由此證明了線蟲對于藥物篩選的重要作用,,這一研究成果公布在5月4日Nature雜志上,。
蛋白功能小分子抑制劑是生物學(xué)分析的重要工具,也是新藥研發(fā)的主要手段之一,,但是對于獲得有用的小分子工具的一個(gè)瓶頸就是目標(biāo)的鑒定(target identification),,Trevor C. Y.Kwok等人在野生型線蟲中篩選了14,100個(gè)個(gè)小分子,并從中辨認(rèn)了308個(gè)能誘導(dǎo)表型發(fā)生變化的復(fù)合物,。其中的一個(gè)被研究人員命名為Nemadipine-A,,這個(gè)復(fù)合物可以引起生物形態(tài)學(xué)和生育方面的突變,屬于1,4-二氫吡啶(DHP)——DHP類物質(zhì)拮抗L-型鈣通道,,其中的一些被用作藥物,,來治療高血壓、絞痛,、偏頭痛和心臟衰竭,。
原文出處:
A small-molecule screen in C. elegans yields a new calcium channel antagonist p91
Trevor C. Y. Kwok, Nicole Ricker, Regina Fraser, Allen W. Chan, Andrew Burns, Elise F. Stanley, Peter McCourt, Sean R. Cutler and Peter J. Roy
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熒光顯微鏡下的秀麗線蟲(圖片來自www.nematode.net)
經(jīng)典模式生物--線蟲
線蟲之所以能在經(jīng)典模式生物的名單中占有一個(gè)重要位置和它的形態(tài)特點(diǎn)有密切關(guān)系。前面已經(jīng)提到,,線蟲通身透明,,觀察十分容易。更為重要的一點(diǎn)是,,它是唯一一個(gè)身體中的所有細(xì)胞能被逐個(gè)盤點(diǎn)并各歸其類的生物,。它的幼蟲含有556個(gè)體細(xì)胞和2個(gè)原始生殖細(xì)胞,成蟲則根據(jù)性別不同具有不同的細(xì)胞數(shù),。最常見的雌雄同體成蟲成熟后含有959個(gè)體細(xì)胞和2000個(gè)生殖細(xì)胞,,而較少見的雄性成蟲則只有1031個(gè)體細(xì)胞和1000個(gè)生殖細(xì)胞。此外,,線蟲的生命周期很短,,它從生到死的全過程只有3天半,這就使得不間斷的觀察并追蹤每個(gè)細(xì)胞的演變成為可能,。通過20年的努力,,到90年代中期,人們已經(jīng)建立了完整的線蟲從受精卵到所有成體細(xì)胞的譜系圖,。這意味著,,它機(jī)體里每一個(gè)細(xì)胞的來龍去脈都處于我們的視野中,,清晰并且無所遺漏。
由于精子和卵細(xì)胞的形成(通常稱為配子發(fā)育gametogenesis)是貫穿個(gè)體發(fā)育的主線,,因此人們通常按照生殖系細(xì)胞的發(fā)育路線建立個(gè)體細(xì)胞的譜系,。 這里涉及一個(gè)有關(guān)生殖系(germ line)的定義,它是指從受精卵到原始生殖細(xì)胞的分裂過程中,,所有能形成配子(生殖細(xì)胞的另外一種說法)的細(xì)胞,。眾所周知,任何生物個(gè)體的細(xì)胞中都含有同樣一套基因,,但并不是所有細(xì)胞都能發(fā)育成配子,。只有一類特殊的細(xì)胞能夠形成生殖細(xì)胞,至于到底哪些細(xì)胞能夠成為擔(dān)負(fù)種系延續(xù)重任的幸運(yùn)者,,則是一件在受精之初就已經(jīng)決定的事情:卵子中的一類特殊物質(zhì)決定了細(xì)胞的命運(yùn),。在線蟲、果蠅和兩棲動(dòng)物,,這類物質(zhì)稱為生殖質(zhì)(germ plasm),。它們是位于卵子中離細(xì)胞核較遠(yuǎn)的一端的一些顆粒狀物質(zhì),由蛋白質(zhì)和核糖核酸(RNA)構(gòu)成,。
線蟲的生殖質(zhì)通常被稱為P顆粒,,對它的分配是通過一種不對稱分裂實(shí)現(xiàn)的,這種分裂方式把它只分配到生殖細(xì)胞中,,而不分配到注定要成為體細(xì)胞的姊妹細(xì)胞中,。受精卵的第一次分裂產(chǎn)生一個(gè)含P顆粒的種系細(xì)胞P1和一個(gè)創(chuàng)建者細(xì)胞AB(founder cell,等同于哺乳動(dòng)物中的干細(xì)胞,可以通過分裂形成其他構(gòu)成機(jī)體組織的細(xì)胞,,因?yàn)榫€蟲成蟲中沒有類似干細(xì)胞的具有自我更新能力的細(xì)胞,,所以用創(chuàng)建者細(xì)胞來命名)。P1繼續(xù)分裂,,P顆粒分配到種系細(xì)胞P2中,,另一個(gè)細(xì)胞成為創(chuàng)建者細(xì)胞EMS。接下來進(jìn)行的第三次分裂中,,產(chǎn)生P3種系細(xì)胞和創(chuàng)建者細(xì)胞C,。前者繼續(xù)分裂形成生殖系的最后一個(gè)種系細(xì)胞P4,它最終形成兩個(gè)原生殖細(xì)胞Z2和Z3,,同時(shí)形成的還有創(chuàng)建者細(xì)胞D,。到產(chǎn)生原生殖細(xì)胞時(shí),幼蟲發(fā)育就緒――556個(gè)體細(xì)胞已經(jīng)完全從創(chuàng)建者細(xì)胞形成,,可以從母體產(chǎn)出了,。通過把分子中帶有不擴(kuò)散高分子葡萄糖的熒光染料注入創(chuàng)立者細(xì)胞,幼蟲中每個(gè)部位細(xì)胞的家族史立時(shí)昭然若揭,。