动物的早期胚胎发育.
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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
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
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
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?
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 。
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
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
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 。
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。
动物的早期胚胎发育
1995年诺贝尔生理或医学奖
胡清照 2005.1பைடு நூலகம்.15
讲解内容
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
于1918年5月20日出生于 美国的宾西法尼亚州
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
威斯乔斯
1947年6月7日出生于美 国的印第安那州
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 。