История исследований Caenorhabditis elegans - History of research on Caenorhabditis elegans

Червь нематода Caenorhabditis elegans впервые был изучен в лаборатории Виктор Нигон и Эллсуорт Догерти в 1940-х годах, но стал известен после того, как был принят Сидней Бреннер в 1963 году как модельный организм для изучения биология развития с помощью генетика. В 1974 году Бреннер опубликовал результаты своего первого генетический скрининг, которые изолировали сотни мутанты с морфологическим и функциональным фенотипы, например, быть несогласованный. В 1980-х годах Джон Салстон и коллеги определили родословную всех 959 клеток у взрослого гермафродит были клонированы первые гены и началось построение физической карты. В 1998 году червь стал первым многоклеточным организмом, у которого появилась геном последовательность. Известные исследования с использованием C. elegans включает открытия каспасы, РНК-интерференция, и микроРНК. Шесть ученых выиграли Нобелевская премия за их работу над C. elegans.

Раннее исследование

C. elegans был впервые описан в 1900 г. Эмиль Маупас, который изолировал его от почвы в Алжир.[1] Эллсворт Догерти в 1948 г. предположил, что свободноживущие нематоды подотряда Рабдитина могут быть полезны для генетических исследований, учитывая их относительную структурную простоту и инвариантность клеточного происхождения (вполне ).[2] Догерти и Виктор Нигон получили первые мутант, из лабораторной культуры близкородственной нематоды Caenorhabditis briggsae.[3] Однако большая часть ранних лабораторных работ Caenorhabditis нематод был направлен на создание определенного аксенический питательная среда.[4]

Бреннер в поисках новой модельной системы

К началу 1960-х Сидней Бреннер внес несколько важных вкладов в молекулярную биологию, в частности демонстрацию (с Фрэнсис Крик и другие коллеги), что генетический код имеет триплетный характер.[5]В июне 1963 года он написал Макс Перуц, затем руководитель MRC Лаборатория молекулярной биологии, Кембридж, предлагая дальнейшие исследования:

В настоящее время широко осознается, что почти все «классические» проблемы молекулярной биологии либо решены, либо будут решены в следующем десятилетии ... Поэтому я давно чувствовал, что будущее молекулярной биологии лежит в расширении ее возможностей. исследования в других областях биологии, особенно в области развития и нервной системы ... Я хотел бы приручить небольшой организм многоклеточных животных, чтобы непосредственно изучать развитие. Мои идеи по этому поводу все еще изменчивы, и в настоящее время я не могу указать это более подробно.

— Письмо Максу Перуцу от 5 июня 1963 г.[6]

К концу того же года его мысли были более конкретными:

Частично успех молекулярной генетики был связан с использованием чрезвычайно простых организмов, с которыми можно было работать в большом количестве ... Мы хотели бы подходить к проблеме клеточного развития аналогичным образом, выбирая простейший возможный дифференцированный организм и подвергая его воздействию к аналитическим методам микробной генетики ... Мы думаем, что у нас есть хороший кандидат в виде небольшого червя-нематоды, Caenorhabditis briggsiae... Для начала мы предлагаем идентифицировать каждую клетку червя и отслеживать родословные. Мы также будем исследовать постоянство развития и изучать его генетический контроль, ища мутантов.

— Предложение к Совет медицинских исследований (Великобритания), Октябрь 1963 г.[6]

Бреннер получил C. elegans от Догерти и к декабрю 1963 года приступил к их изучению в лаборатории.[7]

Трансгенез

C. elegans поддается трансгенез, процесс введения чужеродного генетического материала в геном.[8] Наиболее частый метод получения трансгенных червей - это вводить экзогенная ДНК в синцитиальную зародышевую линию; биолистическая трансформация также можно использовать.[8]

Смотрите также

История модельных организмов

Рекомендации

  1. ^ Маупас, Эмиль (1900). "Режимы и формы размножения нематод". Archives de Zoologie Expérimentale et Générale. 8: 463–624. Получено 2009-05-27.
  2. ^ Догерти эк; Calhoun HG (январь 1948 г.). «Возможное значение свободноживущих нематод в генетических исследованиях». Природа. 161 (4079): 29. Bibcode:1948 г., природа, 161 ... 29D. Дои:10.1038 / 161029a0. PMID  18900748.
  3. ^ Нигон В., Догерти Е.К. (апрель 1950 г.). "Карликовая мутация нематоды; морфологический мутант Бриггский рабдит, свободноживущая почвенная нематода ». Дж. Херед. 41 (4): 103–9. Дои:10.1093 / oxfordjournals.jhered.a106095. PMID  15428631.
  4. ^ Эллсуорт К. Догерти; Эдер Линдси Хансен; Уорвик Л. Николас; Дж. Энтони Моллетт; Эванджелин А. Ярвуд (1959). "Аксеническое выращивание Caenorhabditis Briggsae (Nematoda: Rhabditidae) с химически определенными средами без добавок и добавок ". Летопись Нью-Йоркской академии наук. 77 (2): 176–217. Bibcode:1959НЯСА..77..176Д. Дои:10.1111 / j.1749-6632.1959.tb36901.x.
  5. ^ Крик Ф. Х., Барнетт Л., Бреннер С., Уоттс-Тобин Р. Дж. (Декабрь 1961 г.). «Общая природа генетического кода белков». Природа. 192 (4809): 1227–32. Bibcode:1961Натура.192.1227C. Дои:10.1038 / 1921227a0. PMID  13882203.
  6. ^ а б Бреннер, Сидней (1988). «Предисловие». В Вуде, Уильям Барри (ред.). Нематода Caenorhabditis elegans. Колд-Спринг-Харбор, штат Нью-Йорк: Лаборатория Колд-Спринг-Харбор. стр. ix – xiii. ISBN  0-87969-307-X.
  7. ^ Бреннер, Сидней (1963). «Догерти, Эллсуорт К. (Бреннер просит С. elegans)». Документы Сиднея Бреннера.
  8. ^ а б Фрёкьер-Йенсен, Кристиан; Дэвис, М. Уэйн; Саров, Михаил; и другие. (Май 2014 г.). "Случайное и целевое введение трансгена в Caenorhabditis elegans используя модифицированный Mos1 транспозон ". Nat. Методы. 11 (5): 529–34. Дои:10.1038 / NMETH.2889. ЧВК  4126194. PMID  24820376.