模式生物-果蝇-版ppt
90页1、果蝇(Drosophila melanogaster),果蝇的基本特点 果蝇相关的研究成果 果蝇的遗传操作工具 果蝇在人类疾病机制研究中的应用,果蝇的基本特点 果蝇相关的研究成果 果蝇的遗传操作工具 果蝇在人类疾病机制研究中的应用,主要优点: 个体小,饲养成本低; 生命周期短,繁殖能力强; 遗传操作手段成熟,突变体资源丰富; 有比较复杂的行为能力 基因组测序已经完成(2000年)。 染色体小:3对常染色体,1对性染色体 基因组大小约为120Mb 约13,600 基因 75%的人类已知致病基因中在果蝇中有同源序列,应用: 癌症 神经退行性疾病 免疫 衰老 行为学,黑腹果蝇生活史,雌 雄,果蝇的雌雄分别,sex combs,处女蝇(virgin female),X/Y, 2A 雌蝇 X/X, 2A 雄蝇 X/0, 2A 不育的雄蝇 X/X/Y, 2A 可育雌蝇,果蝇的性别决定,X染色体与常染色体的比例,=1,雌蝇 =0.5 雄蝇,Y染色体不是果蝇雌雄的决定因素,它只与育性有关。,黑腹果蝇染色体,多线染色体(polytene chromosome):果蝇唾液腺中一种缆状的巨大染色体,由核内有
2、丝分裂产生的多股染色单体平行排列而成。,104,染色体重排,Inversion (倒位) Translocation(易位) Compound chromosome (复合染色体),a,b,b,a,Duplications (重复) Deficiencies (缺失),平衡系染色体(balancer),1、多个位点的大段倒位,使之不能和正常染色体发生重组。 2、带有隐形致死突变,不能纯合。 3、带有显性表型标记,易于辨别。,果蝇的系统命名法,f; cn bw; TM2/tra,C(1)RM,y2/Y; In(2LR)O, Cy/Sco; ciD/eyD,果蝇基因的命名,sevenless,受体,bride of sevenless(boss),配体,son of sevenless(sos),信号分子,染色体交换,雄蝇中不会发生!,黑腹果蝇不同性状,http:/flybase.org/,果蝇资源,果蝇突变体库,http:/flystocks.bio.indiana.edu/,果蝇的基本特点 果蝇相关的研究成果 果蝇的遗传操作工具 果蝇在人类疾病机制研究中的应用,被称为“遗传学之父”。
3、用果蝇证实了孟德尔定律,发现了果蝇白眼突变的性连锁遗传,提出了基因在染色体上直线排列以及连锁交换定律。 1933年诺贝尔生理学或医学奖。,Thomas Morgan 托马斯-摩尔根,摩尔根的学生,被誉为“果蝇的突变大师”。 发现X线照射可引起基因突变,为人工诱导突变开辟了重要途径。 1946年诺贝尔生理学或医学奖。,Hermann J. Muller 赫尔曼-缪勒,埃德华刘易斯 克里斯蒂纳福尔哈德 埃里克威斯乔斯,以果蝇为实验材料,筛选了上百个控制胚胎早期发育的基因,揭开了胚胎如何由一个细胞发育成完美的特化器官的遗传秘密。获得了1995年诺贝尔生理学或医学奖。,BX:双胸突变果蝇,基因的功能与身体发育有关,同源异型转变(homeotic transformation):将身体一部分构造变为另一相似构造的转变。造成这类转变的基因就称为同源异型基因(homeotic gene),主要为转录因子。,琳达巴克,理查德阿克塞尔,阿克塞尔和巴克以果蝇为研究材料,从分子层面到细胞组织层面清楚地阐明了嗅觉系统的作用机理,因而获得2004年诺贝尔生理学或医学奖。,果蝇的基本特点 果蝇相关的研究成果 果蝇
4、的遗传操作工具 果蝇在人类疾病机制研究中的应用,果蝇遗传学方法,正向遗传学,反向遗传学,自发突变 化学试剂诱变 射线诱变 转座子介导的突变,转座子剪切 转基因 RNAi 基因打靶,(EMS, 甲基磺酸乙脂),(MMS, 甲磺酸甲酯 ),(ENU, 乙烷基亚硝基脲),(TEM,三乙基三聚氰胺),( ICR-170, 吖啶诱变剂),(DEB, 二环氧丁烷),(Formaldehyde, 甲醛),化学诱变剂,EMS 在果蝇基因组中平均每400kb可诱导一个点突变,这一点突变80%是G/C到A/T的转换。,X射线,诱导突变 诱导有丝分裂交换 引起体细胞辐射损伤,转座子:可移动的遗传因子,1983年诺贝尔生理学及医学奖,Barbara McClintock 1902-1992,Corn (maize) varieties,转座子诱导的突变,反向遗传学,转座子剪切 转基因 RNAi 基因打靶,正向遗传学,具有随机性,常常不能得到实验需要的突变体。,转座子剪切,转化,P-element介导的转基因,带有P-element及标记基因的质粒+del2-3质粒(提供转座子酶),显微注射,受精卵的准备,ph
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