CRISPR-Cas9基因编辑技术在秀丽线虫中的应用

基于细菌基因组规律成蔟的间隔短回文重复(Clustered regularly interspaced short palindromic repeats)发展而来的新型基因编辑方法(CRISPR-Cas9)对生物医学研究是一场划时代的革命。它几乎可用于大多数生物体的基因编辑。秀丽线虫是一种非常经典的遗传学模式生物,CRISPR-Cas9基因编辑技术进一步加速了对其基因功能及各种生物学问题的研究。文中主要总结CRISPR-Cas9基因编辑系统在遗传学模式生物秀丽线虫中的发展和应用。     

线虫的性别分化和决定

线虫（Caeborhabditis elegans)是十分重要的模式生物。在遗传学,发育生物学以及神经生物学中有着广泛的应用。就线虫性别分化和性别决定相关基因的特性和功能进行了详细介绍,并在此基础上初步概括了其性别决定的分子机制。     

靶向基因编辑技术在秀丽隐杆线虫中的应用

遗传突变体和转基因是生物学研究的基础,是揭示生物体内各个基因相互作用的生物学研究对象.秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)是遗传学研究的模式生物,如何有效地诱导特定基因发生突变和构建转基因线虫品系是秀丽线虫遗传学研究的两个重要方面.近些年来,靶向基因编辑技术迅速发展,使得科研人员可以在秀丽线虫中快速而高效地编辑特定基因.本文就线虫中靶向基因编辑的方法,特别是CRISPR/Cas9技术,以及目的线虫品系的筛选进行了综述.     

美国中学生物学教材中基于模式生物的实验

介绍了美国MillerLevine编著的《生物学》教材中秀丽新小杆线虫和三角真涡虫2种典型的模式生物,并举例了相关实验,旨在丰富国内中学生物学教学素材,拓展实验教学思路。     

秀丽线虫的蛋白质组学研究

作为模式生物,秀丽线虫(Caenorhabditis elegans)已经成功地用于许多生命过程的研究,尤其被广泛应用于现代发育生物学、行为与神经生物学、基因组学、正向和反向的遗传学研究中,近年来,秀丽线虫更成为了一个进行蛋白质组学研究的优良体系,诠释了基于基因组学和RNA干涉研究中的基因功能。许多比较蛋白质组学表达谱的建立可以更好地理解线虫在不同发育阶段、不同温度下基因的表达,在与人类神经疾病相关的疾病研究中,线虫对帕金森疾病、阿尔茨海默症、衰老与寿命、胰岛素通路都有所揭示。另外,线虫的亚蛋白质组学和翻译后修饰如糖基化和磷酸化也已经鉴定,其数据库也在不断地完善。本文介绍了秀丽线虫的蛋白质表达谱建立的历史,尤其是神经科学研究中的应用及翻译后修饰表达谱的建立等方面的研究现状,因此,结合其它分子生物学和基因工程技术,线虫蛋白质组学研究已成为提供一个新的全面的系统分析基因功能的重要工具,提示线虫是"蠕虫蛋白质组学"的一个丰富宝藏。     

MicroRNAs与疾病和发育

作为模式生物实验系统,线虫可用于研究控制动物发育和人类疾病遗传机制。研究发育缺陷的线虫突变体有助于在动物中发现对发育和生理过程有重要调控作用的基因。其中一些基因编码一类小RNA,如microRNA(miRNA),通过作用于特定基因信使RNA来调控其蛋白质表达。一些在线虫发育过程中有功能的miRNA在人体中也存在。它们参与调控与疾病相关的生物学过程,如癌症、糖尿病和神经退行性疾病。通过分析miRNA在临床样品、哺乳动物细胞和模式生物线虫中的表达,从而揭示miRNA调控途径在相关人类疾病中的功能。     

稳态磁场下秀丽隐杆线虫的生物学效应

随着家用电器的普及和磁场在现代医学的广泛应用,人类暴露于磁场的风险逐渐增大,磁场对人类健康与生态环境的影响已引起公众的日益关注。稳态磁场(static magnetic fields, SMFs)具有磁场强度及方向不随时间而发生变化的特性,而各种强度的稳态磁场实验装置陆续建成,为相关磁场生物学效应研究提供了重要实验平台。秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)是一种应用广泛的模式生物,能灵敏感知磁场变化。本文结合近年来国内外稳态磁场装置的发展相关研究进展,综述了不同强度的稳态磁场对于秀丽隐杆线虫的生物学效应,主要涉及生长发育、老化、运动行为、应激和代谢等,以及其响应机制,并总结归纳了不同强度稳态磁场条件下秀丽隐杆线虫的生物磁效应的异同点,以期为稳态磁场的医疗应用以及各种暴露限量标准的制定提供理论参考。     

大学生生物实验技能竞赛结果透视实验教学现状

为加强大学生物学实验教学,了解湖北省大学生物学实验教学状况,湖北省自2010年始每两年举行一次生物实验技能竞赛.根据第二届湖北省大学生生物实验技能竞赛结果,总结分析了竞赛成绩的整体状况和从中透视出的实验教学现状.竞赛结果显示,一些近年来发展较前沿的技术如生物化学和分子生物学等整体成绩较高,而一些生物学基础技术如动物、植物、微生物学等成绩平均偏低,竞赛失分点分析显示,主要失分集中在实验操作的规范性和实验结果的统计分析等方面.竞赛结果整体反应出,生物学前沿技术在高校实验教学中得到充分重视,而生物学基础技能教学有所削弱.因此,今后的高校生物学实验教学应努力将基础性实验与综合性实验相结合,经典性实验与前沿性实验相互交融,理论知识与实验技能融会贯通.     

植物杂交技术在本科教学中的实验设计与应用

植物有性杂交技术是开展植物杂交育种和遗传学实验分析的重要手段。目前,这一基本实验技术在很多高校教学中缺乏相关的实验内容。以双子叶模式植物拟南芥为实验材料,设计适合本科教学的实验课程。该课程从材料准备、操作步骤和F1代杂合植株鉴定详细介绍植物杂交技术。本实验教学设计将为广大农林院校本科生学习、掌握基础实验技能、丰富高校生物学实验课程提供重要参考。     

2014全国遗传学理论与实验教学研讨会通知

正为了推动我国遗传学教学更好地发展,中国遗传学会拟定于2014年10月17~19日于天津市南开大学举办"2014全国遗传学理论与实验教学研讨会",就遗传学在生命科学教学中的地位、遗传学及分支学科的理论教学、实验教学、网络教育(如MOOC模式)、建立高校网络教学平台、教材建设等领域的新成果、新进展进行交流,共同研讨遗传学教学的发展。本次大会的主题是"新形势下的遗传学教学"。     

秀丽隐杆线虫固有免疫功能神经调控机制研究进展

固有免疫系统是动植物个体应对外来微生物侵入感染时非常重要的抵御防线。秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans,简称线虫)作为研究宿主与病原菌之间相互作用的经典模式动物,近年来在神经和免疫之间相互作用的分子与遗传机制等方面的研究取得了长足进展。研究表明,线虫神经元通过释放神经递质与神经多肽(如多巴胺、NLP-20)等,激活相关信号通路途经,参与线虫对病原菌的识别、逃避、调节物理屏障防御能力和激活固有免疫反应,并表达分泌抗菌肽以清除病原菌等的调控进程。本文综述了线虫神经系统调控固有免疫功能机制的最新研究进展,为人们深入了解神经与免疫系统间相互作用的功能分子及其调控机制和揭示人类神经与免疫系统相关疾病的病理机理提供了重要信息。     

Identification and characterization of a serine hydroxymethyltransferase isoform in Caenorhabditis briggsae

In the nematode Caenorhabditis elegans, the maternal effect lethal gene mel-32 encodes a serine hydroxymethyltransferase isoform. Since interspecies DNA comparison is a valuable tool for identifying sequences that have been conserved because of their functional importance or role in regulating gene activity, mel-32(SHMT) genomic DNA from C. elegans was used to screen a genomic library from the closely related nematode Caenorhabditis briggsae. The C. briggsae genomic clone identified fully rescues the Mel-32 phenotype in C. elegans, indicating functional and regulatory conservation. Computer analysis reveals that CbMEL-32(SHMT) is 92% identical (97% similar) to CeMEL-32(SHMT) at the amino acid level over the entire length of the protein (484 amino acids), whereas the coding DNA is 82.5% identical (over 1455 nucleotides). Several highly conserved non-coding regions upstream and downstream of the mel-32(SHMT) gene reveal potential regulatory sites that may bind trans-acting protein factors.     

Primary events in C. elegans sex determination and dosage compensation

An outline of the complex regulatory gene network that controls all aspects of sexual dimorphism in the nematode C. elegans is now known in considerable details. This review describes the genes and gene interactions involved in the coordinate control of sex determination and X chromosome dosage compensation in C. elegans.     

极性蛋白Crumbs胞内域功能保守性研究

跨膜蛋白Crumbs(Crb)是细胞顶部的决定因子,对上皮细胞顶-底极性的建立和维持起着关键的作用。其胞内域虽然仅有37个氨基酸,但对Crb的功能必不可少。在果蝇(Drosophila melanogaster)中,如果胞内域发生突变,将造成胚胎发育异常、上皮细胞顶底极性丧失等严重后果。Crb胞内域从果蝇到小鼠(Mus musculus)和人类(Homo sapiens)具有很高的同源性,但线虫(Caenorhabditis elegans)两个Crb蛋白的胞内域与果蝇和哺乳动物却较为不同。为验证线虫Crb蛋白胞内域是否功能保守,本文利用基因组工程法(Genomic engineering),将果蝇基因组中Crb基因编码胞内域的部分替换为一致性和相似性较远的线虫Crb2基因的相应区段。与其他Crb胞内域突变果蝇不同,替换突变体胚胎发育正常,Crb及其他极性蛋白的表达和定位正常,胚胎上皮细胞顶底极性能够正确的建立和维持。这些结果证实虽然线虫和果蝇Crb蛋白胞内域之间存在大量序列变异,但重要的氨基酸位点和功能模块则完全保守。