动物的早期胚胎发育(精)

果蝇畸形研究



H基因：Lewis将果蝇这种身体一部分 的构造变成另一相似构造的转变为 “同源性的”转变，而其基称为“同 源基因”(homeotic gene) 同源病变现象：即果蝇的某个基因突 变后，肢体各部位的同源器官的生长 会发生特定的错位 Lewis研究表明：由一串基因控制着果 蝇体节的发育，此串基因在染色体上 排列的次序则如他们所控制的体节的 前后次序，第一串基因控制头部，中 间的基因控制腹部，而最后的基因控 制尾部
威斯乔斯


1947年6月7日出生于美 国的印第安那州 1969年在获得理学学士 学位 1974年在耶鲁大学获得 哲学哲学博士学位 1975-1978年在取得博 士后学位 1981-1987年在普林斯 顿大学生物学系任副教 授 1987年以后任教授
问题提出



胚胎如何由一个细胞发育成完美的特化器官？ 什么基因控制着早期发展过程？ 有多少类基因？ 基因之间是互相合作，还是互不影响各自独立？
存在的问题

四类基因的分子机制，有待进一步研究 胚胎学的一个重要问题是要搞清楚胚层 的特化和分化，母源性与合子基因表达 程序如何进行胚层的特化与分化，仍然 是不清楚的
动物的早期胚胎发育
1995年诺贝尔生理或医学奖
胡 清 照 2005.11.15
讲解内容
百度文库


作者简介 问题提出 研究成果 发育机制 研究应用 存在问题
作者简介

Edward B.Lewis

Christiana Nusslein-Volhard
Eric F.Wieschaus

刘易斯
果蝇H基因在染色体上的遗传位点的确立
果蝇H基因常常成簇地（基因簇） 沿直线排列在3号染色体的右臂 上，主要有两个大的基因复合 物：一个是ANT-C,长约320Kb, 其上包括有lab（唇），pb （喙）,zen（视叶），,ftz等 基因，负责头和第一胸体节的 发育，另一个是Bx-C,长约 195KB其上包括abx（前双 胸）,bx（双体胸）,pbx等基因， 负责胸部和腹部体节的发育， 以及距离这两个基因复合物较 远的其他一些基因cad （尾）,en（纹带）等。除了 ftz基因外，都是沿着A-P轴起 作用的。每个基因相互之间具 有调控作用 。
Gap Genes在最早期 胚胎控制个体沿头 尾轴发育。缺少这 类基因将导致个体 部分体节的缺失.
Pair-rule Genes影 响胚胎对称部分的发 育。缺少这类基因将 导致个体形成不对称 的体节。例如，右图 形成奇数体节
Segment-polarity Genes在Gap Genes 的影响下，此类基 因决定着以后个体 体节的头尾轴的极 性，缺少这类基因 导致个体头部与尾 部体节相似性
研究成果


实验材料与方法：果蝇的诱变与杂交 经研究表明：控制动物胚胎最早发育的基因 可以分为四大类:gap genes、pair-rule genes、segment-polarity genes、 homeotic genes.由前三类基因的先后作用， 胚胎的构造逐步划分，渐趋复杂，最后形成 体节。每一体节的分化，则受到“同源基因” 的控制发育成不同的构造。 卵极性基因：在发育起始，细胞间的差异有 些是由于卵未分列前细胞质里的物质分布不 均匀，因为源自于母体，故亦称为卵极性基 因
发育机制
动物的个体发育分为四个时期：


母体发育信息储备期 发育定型期 个体形成期 个体成长与成熟期
研究应用
经三位科学家及其他科学家对发育遗传学的 研究，敲开人类发育遗传的大门，将有助于解 释人类先天性畸型，这些重要基因的突变很可 能是造成人类自然流产以及约40％不明原因的 畸型主因。同时使之应用到人类疾病的诊断， 将指日可待 。
果蝇的发育基因绝大部分 被发现在其他动物身上， 包括脊椎动物。相对应的 基因也有相对应的发育功 能，显示在演化上动物发 育的基本机制仍然保存， 并不因为体表体型演化而 变得不可识别而有所改变
H基因介绍




Homeotic(或hox)基因称之(简称:H基因)的定义、特 点及功能： 定义：指那些沿着胚胎A-P(antero-posterior,前后） 轴的发育起作用的成串排列的H基因。 特点：在染色体上的分布很集中，具Ｈ片段序列都 位于各基因３`端的外显子上，此片断具有极高的保 守性，一般约含60个氨基酸，编码一种DNA结合蛋白 功能：定性、定位的主调控基因，关键性启闭或选 择身体某部位的发育途径，即主控着发育过程的一 个特殊步骤，并且如同一串小瀑布般的控制着其后 的一连串发育基因的表现 。






于1918年5月20日出生于 美国的宾西法尼亚州 1939年在明尼苏达州大学 获得文学学士学位 1943年在加利福尼亚州大 学的洛克菲勒基金会任职 1948-1956年在加利福尼 亚理工学院生物学系任副 教授 1956-1966年任教授 1988年退休
福尔哈德


1942年10月20日出生于德 国Magdeburg 1962-1964年在JohannWolfang-Goethe-University 学习生物学、物理学和化学 1968年毕业于EberhardKarls-University生物学系 1973年在Tubingen大学取 得生物学博士学位 1978-1980年是欧洲分子生 物学实验室的领头人 1985年到现在，领导着 Max-Planck-Institut进行生 物学方面的研究