果蝇

生物研究的“宠儿”——果蝇

【2007年01月03日《参考消息》】

【西班牙《趣味》月刊文章】题：亲爱的果蝇（作者祖贝罗阿·马科斯）

从我们出生到死亡，苍蝇一直陪伴在旁。他的出现令我们痛苦，它传播疾病，甚至在人们弥留之际还在我们的眼角、嘴角等身体部位产卵，让我们把它带到坟墓然后吞噬人的尸体。但是不得不说，苍蝇，或至少某些种类的苍蝇是为人类福利作出了贡献的。5l d 自从1910年托马斯·亨特·摩根在他哥伦比亚大学的“苍蝇办公室”里发现了第一只果蝇——其学名为黑腹果蝇，这种昆虫就为人类开辟了一个崭新的生物时代。研究果蝇的科学家表示，一个世纪以来果蝇向生物学家提供了比任何其他复杂生物都更多的基因演变信息。

大大的红眼睛，3毫米左右的细长身体，灰色胸部缀着黑点和长绒毛，腹部呈现黄灰色条纹，黄色爪子，虹状翅膀上有着灰色、黄色和黑色的斑点——这就是果蝇。果蝇每天可以产卵数百只，最喜欢的食物是烂橡胶。果蝇的原产地是非洲西海岸，后来繁衍至其他温带、亚热带和热带地区。它曾经被带往国际空间站，但最重要的是现在果蝇已经成为人类各种疾病和基因研究的实验动物。

基因与人类相似

为什么苍蝇，确切地说是果蝇会成为生物医学研究的对象呢？这是应为从基因角度来看，果蝇与人类有着很多共同之处。人类已知疾病基因中大约有61%与果蝇的基因代码有着必然联系，而果蝇蛋白质的顺序有一半与哺乳动物相似。尽管全世界的果蝇有900种左右，但黑腹果蝇是最普遍的一种。果蝇很容易找到而且易于饲养。他们繁殖迅速，因此可以在短时间内对多代果蝇进行研究。科学家所掌握的大量操作和培育技术又是有利于研究的因素，因此果蝇可以非常方便的代替人类成为实验模型。

果蝇第一次作为试验对象是在19世纪末期，生物学家和基因科学家在其他生物实验失败后将果蝇作为“最后资源”进行研究。1910年，生物学家托马斯·亨特·摩根以果蝇实验，发现果蝇的白眼特征与X染色体有关。这是第一个与性染色体有关的基因遗传证据。从此以后，果蝇在基因研究方面得到了广泛的应用。

也许果蝇最特殊的一次使命是陪伴美国航天局的宇航员们前往国际空间站研究太空旅行对于基因的影响。这项实验被命名为“微重力下果蝇的基因活动”，目的是为了了解宇航员

在经历不同的重力水平时基因会受到怎样的影响。

登上国际空间站

两年前，宇航员将第9代果蝇（每代120只）带到国际空间站。果蝇以卵的方式开始旅途，在飞行途中孵化，抵达空间站后成为蛹，放置在特殊空间里饲养。研究人员用摄像机记录了果蝇在90天内的飞行速度和姿势等情况，有时则让他们体验不同的重力水平。此后将他们的标本储存起来带回地面分析。透过分析果蝇的RNA和蛋白质，确定航天活动中基因的变化情况。

就在科学家希望通过果蝇了解太空活动可能对人类引起的基因变化之时，果蝇的基因改变已经向我们告知了气候变化对于基因的影响。一年前澳大利亚莫纳什大学环境压力和适应情况研究中心的科学家发现，果蝇的一个基因在澳大利亚北部和南部沿海会发生变化。与20年前不同的是，生活在南部海岸的果蝇现在具有了北部海岸果蝇的基因结构，奇怪的是这种基因变化趋势恰好符合了该地区的气候变化，最近几年这里已经变得越来越干燥炎热。

像人类一样睡觉

所有生物，包括苍蝇都需要休息。事实上果蝇的睡眠时间与人类一样，由于它的神经系统简单，因此研究者可以通过它，对睡眠活动规律和功能等基本问题进行研究，这些问题在结构更为复杂的哺乳动物的神经中往往难以捉摸。

最近美国霍华德·休斯医学研究所和宾夕法尼亚大学的研究人员证明，血清素有利于延长果蝇的睡眠时间，同时发现使用血清素进行药物刺激能够增加果蝇睡眠的数量和质量。血清素在果蝇控制睡眠和清醒以及学习和记忆的脑部区域发挥作用。一旦确定该脑部区域的活动规律，科学家可望解释为什么睡眠对于学习和加强记忆来说是至关重要的。如果血清素同样有利于控制人类睡眠，将促进睡眠治疗新药物的产生。

揭开繁殖之谜

同样人类希望对果蝇的研究能够帮助了解性的起源。斯坦福大学的一项研究显示，雄性果蝇的性行为涉及60个神经细胞，如果它们出现异常，雄果蝇就无法实行求爱步骤并进行繁殖。求爱成功的关键是存在于这些细胞中的一个被称为“Fruitless”的基因，它确定雄性和雌性果蝇如何变别和回应性信号。如果该基因丧失作用，果蝇就无法进行尾随、温柔地碰触、颤动翅膀、改变颜色等求爱过程。科学家观察到，缺少这一求爱过程会使雌性果蝇的愉悦程度大大降低从而抗拒与雄性果蝇交尾。由于果蝇和人类具有相似的基因结构，科学家希望了解这些控制果蝇性行为的基因是否对人类具有相同的作用。r

现在科学家正在分析“Fruitless”基因是否同样可以使雄性果蝇具备雄性的引诱行为，实验结果显示这似乎是正确的。幸运的是，人类的性行为与果蝇并不一样。人类表皮和果蝇表皮也大不相同，不过两者皮肤的再生却是由相同的基因控制。至少这是圣迭戈加利福尼亚大学生物学家观察到的结果。这个基因控制果蝇胚胎表伤口周围细胞的修复系统。尽管尚不了解这一作用的具体发生过程，但是研究人员已经证明，缺少这一基因的果蝇和老鼠的表皮比正常个体单薄许多，伤口恢复能力也很差。

服务未来研究

历数果蝇的种种用处，我们发现很多研究是建立在果蝇的基因突变基础上的。出了上面提到的例子，果蝇的其他变异，例如眼睛颜色异样、翅膀残缺不全、多毛或秃顶、爪子和触角错位、丧失协调能力和失去记忆等都可以为科学研究提供信息。意识到这一点后，奥地利波尔兹曼基因功能研究所建立了1.5万个转基因果蝇组，每一组果蝇用作一个基因的研究。由于果蝇的基因和人类比较相似，因此对它们的研究将有助于了解人类疾病的基因活动方式。这一切都表明，我们的生活还将与果蝇紧密相随。

（274300 山东省单县北城第一初级中学王庆东荐）