隨處可見的果蠅憑什麼幫助科學家拿下六次諾貝爾獎?

2021-02-13 人呆手戶

「人呆手戶」即保護:保護植物,保護綠色,保護自然,保護生命!

MAY BE! 我們更願意保護的是你喜歡閱讀、熱愛自然的心意。

——《植物保護學報》官方微平臺

提起果蠅,想必大家都不陌生,

它們平時愛在水果上飛來飛去,

時不時還給我們製造些「意外驚喜」

↓  ↓  ↓

一不小心吃出的果蠅幼蟲

櫻桃、楊梅、桃子。。。水果中吃出的小蟲是什麼嗎?

而且果蠅也是高中生物考試中

讓無數童靴抓耳撓腮的難點題型。

比如,下面這道

(2014·上海卷·9)果蠅的長翅(V)對殘翅(v)為顯性。在一個由600隻長翅果蠅和400隻殘翅果蠅組成的種群中,若雜合子佔所有個體的40%,那麼隱性基因v在該種群內的基因頻率為      

A.20%                B.40%                   C.60%                  D.80%

答案就請大家自行計算。。。。。。

即便果蠅在現實生活中給許多人帶去了困擾,但我們也不得不承認,它們確實為科學研究做出了很大的貢獻,畢竟科學家們因為對果蠅的突破性研究而獲得了六次諾貝爾獎。

+ 諾 貝 爾 獎 背 後 的 「 功 臣 」 +

© Francisco Romero Ferrero/ Wikimedia Commons

託馬斯·亨特·摩爾根在對黑腹果蠅遺傳突變的研究中,首次確認了染色體是基因的載體,還找出了多個突變基因在染色體上的分布位置,因此獲得 1933 年諾貝爾生理醫學或醫學獎。

來源:zh.wikipedia.org

託馬斯·亨特·摩爾根(Thomas Hunt Morgan,1866年-1945年)是美國進化生物學家、遺傳學家和胚胎學家,被稱為現代遺傳學之父。他提出的連鎖與交換定律與孟德爾提出的分離定律和自由組合定律共同組成了遺傳學三大基本定律。

1946年,赫爾曼·約瑟夫·穆勒因為發現 X 射線誘導可以產生突變而獲得諾貝爾生理學或醫學獎,成為繼摩爾根之後獲得諾貝爾獎的第二位遺傳學家。

來源:Encyclopædia Britannica

赫爾曼·約瑟夫·穆勒(Hermann Joseph Muller,1890年-1967年)是 20 世紀最有影響力的遺傳學家之一,在他的職業生涯中,他發表了 300 多篇關於遺傳學的專業文章。他在學生期間,曾進入摩爾根的實驗室進行研究,幫助摩爾根建立了經典遺傳學。

1995年,諾貝爾醫學或生理學獎授予了三位果蠅發育基因的研究者,他們發現了控制早期胚胎發育的重要遺傳機理,並利用果蠅作為實驗材料,發現了同樣適用於高等有機體(包括人)的遺傳機理。

來源:ScienceIndia Administrator

從左至右分別為愛德華·劉易斯(Edward B Lewis,美國)、克裡斯蒂安·努斯萊恩·沃爾哈德(Christiane Nusslein Volhard,德國)以及瑞克·威斯喬斯(Eric F Wieschaus,美國)。

2004年,美國醫學科學家理察·阿克塞爾(Richard Axel)由於在嗅覺方面的卓越研究與琳達·巴克(Linda Buck)一起獲得諾貝爾生理學或醫學獎。

由於果蠅的早期嗅覺系統與小鼠的嗅覺系統非常相似,所以他們的實驗主要研究對象為模式生物——小鼠和果蠅。

2011年,朱爾斯·霍夫曼(Jules A. Hoffmann)和布魯斯·博伊特勒(Bruce Beutler)因發現如何激活先天免疫而獲得諾貝爾生理學或醫學獎。其中,朱爾斯·霍夫曼通過研究具有突變的果蠅,證明了 Toll 基因在果蠅的免疫防禦中發揮重要作用。

2017年的諾貝爾生理學或醫學獎授予三位科學家——傑弗裡·霍爾 (Jeffrey C. Hall )、麥可·羅斯巴什(Michael Rosbash)和麥可·揚(Michael W. Young),以表彰他們發現控制晝夜節律的分子機制。

© Jonathan Nackstrand

他們花費30年時間,以果蠅作為生物模型,分離出了一個控制生物正常晝夜節律的基因。而果蠅中所發現的晝夜節律的基本機制,也適用於包括人類在內的其它生物。

另外,還有一些諾貝爾獎誕生的背後也有果蠅的貢獻,只不過在這些獎項中,它們只是「配角」。

1958年,喬治·威爾斯·比德爾(George Wells Beadle,1903年-1989年)和愛德華·勞瑞·塔圖姆(Edward Lawrie Tatum,1909年-1975年)在對玉米、果蠅和真菌的研究中發現了基因受到特定化學過程的調控而獲得諾貝爾生理學或醫學獎。不過,他們的關鍵實驗材料是粉色麵包黴菌。

誰能想到小小的果蠅竟然有如此多的科學成就,那它們身上究竟有什麼「魅力」讓科學家如此青睞?

+ 得 天 獨 厚 的 果 蠅 +

來源:thebiomedicalscientist.net

果蠅屬於雙翅目果蠅科,目前,全世界已知 4000 多種,我國已知 600 多種。它們體型小巧,大概 2~3 mm,身體淡黃至黃褐色,大都具有碩大的紅色複眼。

來源:zh.wikipedia.org

其中,最為出名的就是黑腹果蠅Drosophila melanogaster,它是一種原產於熱帶或亞熱帶的蠅種,如今已經和人類一樣廣布於全世界。

而且黑腹果蠅和酵母菌、擬南芥、小白鼠一樣,都是科學研究的模式生物,堪稱「科研勞模」。

來源:zh.wikipedia.org

隨處可見的黑腹果蠅非常好養活,一些腐爛的水果或者簡單配製的培養基就足夠它們生存,而且個頭小巧的它們對空間要求也很低,一個試管或者錐形瓶就完全可以滿足,真是省錢省地又省力。

© Lynn Ketchum

而且黑腹果蠅繁殖速度快,生活史短,從卵到成蟲一般只需要兩周時間,相比於其它實驗動物來說,可以節約不少飼養時間。

來源:見水印

除此之外,黑腹果蠅的基因組只有四對染色體,這也意味著操縱和研究基因的功能以及理解它們之間的相互作用要容易得多。

果蠅雌雄染色體

另外,黑腹果蠅的基因有很高的突變率,它們有著很多突變性狀可以研究,比如複眼顏色變化,翅的類型變化.

摩爾根實驗中非常出名的白眼果蠅

更加讓人驚喜的是,在科學家完成對黑腹果蠅的全部基因測序後發現,部分基因與人類的基因有著驚人的相似。其中,一些人類疾病基因可以在黑腹果蠅中找到匹配,如阿爾茨海默氏症、自閉症、糖尿病和癌症等。

來源:見水印

由此看來,果蠅提供了一種廉價、快速的途徑來理解複雜的生物學問題,然後將其轉化為醫學應用,進而為人類提供幫助。

這麼厲害的果蠅,怎麼能不給點個讚?

圖片來源:Pinterest Google 圖片來源見

水印

如有侵權 聯繫刪除

本期小編:桃花島主

原創作品 歡迎個人轉發到朋友圈

公眾號轉載

1.請標註作者、微信名、微信號、二維碼

2.請尊重原創,保留「人呆手戶」名片

3.授權聯繫:zbxb7@cau.edu.cn

相關焦點

  • 「老牛吃嫩草」的果蠅實驗
    千萬不要小看果蠅,果蠅的種類有1000多種,爛水果攤上經常有果蠅在上空盤旋,但是他與蒼蠅不一樣,並不喜歡咬人。無聊到研究「果蠅」在世界上有一群天才的科學家來研究果蠅,雖然說人家非常無聊,但是也取得了很大的成就,2014年,他們獲得了菠蘿科學獎。
  • 果蠅的自白:我與諾獎得主們的那些事兒
    摩爾根的果蠅證明了遺傳的染色體學說,遺傳特性往往不是受一個基因的影響,而是受多個基因的影響。1933年,摩爾根獲得諾貝爾獎,他是世界上第一個獲獎的遺傳學家,這也是果蠅第一次出現在諾獎。這項研究從頭到尾歷經10多年,米勒對咱們果蠅基因人工誘變的實驗研究所取得的實質性突破也讓他獲得了1946年的諾貝爾獎,這也是與果蠅有關的第二項諾貝爾獎。同時給米勒帶來了「果蠅突變大師」、「輻射遺傳學之父」的稱號。之前,我們果蠅因為繁殖快,體積小而受到科學家的青睞。但果蠅之所以被認為是理想研究模型,這三位諾獎得主功不可沒。
  • 日本憑什麼每年一個諾貝爾獎?看看日本媽媽的4條家規,值得借鑑
    提到諾貝爾獎,在我們的印象獲得過的人屈指可數,屠呦呦、莫言、楊振寧……作為擁有14億人口的大國,拿到諾貝爾獎的人數遠遠沒有日本多。在2000年後,我國獲得諾貝爾獎的只有兩人,其中拿到自然科學獎的只有兩位。然而在2000-2020的20年間,日本先後已經有19人獲得了諾貝爾獎。
  • 超越視覺 果蠅的兩面
    那果蠅到底有哪些特徵呢? 摩爾根通過正常紅眼果蠅和白眼果蠅的雜交實驗,發現了染色體是基因的載體,為發展遺傳的染色體學說做出了卓越貢獻。穆勒發現X射線能大大提高果蠅的突變率。另外,果蠅在早期胚胎發育的遺傳調控機理、氣味受體和嗅覺研究、先天性免疫的激活研究、控制晝夜節律的分子機制方面也都催生出了諾貝爾獎。小小的果蠅,在未來還將做出更多的貢獻!
  • 【物中生有|第三講】楊鄭鴻:小身材大作用,果蠅與腦科學
    果蠅的體型通常為2mm—3mm,雄蠅體型較小,雌蠅因產卵需要體型較大。果蠅從一代到二代的周期一般為10~14天,產卵的理想溫度須在20℃—25℃之間。02果蠅≠蒼蠅一圖分清果蠅與蒼蠅的區別⬇⬇總結:果蠅與蒼蠅是同目不同科的兩種生物03果蠅成為實驗動物的優勢1、基因相對簡單。
  • 6位各自開創新領域的天才科學家,卻都未獲得諾貝爾獎
    這個問題在於每年只能有幾個獲獎者,從而忽略了大多數科學家的貢獻。2017年,三位發現引力波的科學家獲得了諾貝爾物理學獎,但許多科學家都參與了這項裡程碑式的研究。諾貝爾物理學獎得主理察費曼曾說,這個獎項的概念是虛幻的。他不贊成由瑞典皇家科學院的人來決定誰可以獲得諾貝爾獎。對一個科學家來說,獎賞就是他在探索事物時所體驗到的快樂。
  • 科學家揭示果蠅選擇「產房」的秘密
    自然界裡,雌性果蠅喜歡挑選軟爛的水果產卵,讓孩子們一出世就能「泡在蜜罐」裡。同時,水果較軟的表面質地也方便它們把產卵器插進去。早期研究證明水果芳香的化學味道可以激發果蠅的產卵行為,那麼柔軟的質感是不是也可以呢?近日發表在《當代生物學》上的一項研究,揭示了果蠅通過機械力感受機制選擇「產房」的秘密。
  • 睡眠可以增加大腦的可塑性,科學家從果蠅的研究中驗證了這個事實
    最近發表在《科學進展》(Science Advances)雜誌上的一項新研究,再次強調了睡眠對大腦的意義——進行這項研究的科學家認為,睡眠是一種進化工具,增加大腦的可塑性,幫助動物去適應具有挑戰性的新環境。在這項研究中,來自美國聖路易斯華盛頓大學醫學院的研究人員,剝奪了果蠅的飛行能力後,他們發現這些果蠅是通過睡眠來適應無飛狀態的。
  • 科學家在果蠅身上找到答案
    但是科學家卻告訴我們,眼見的也不一定為實,因為有的時候眼睛會欺騙我們。就拿下面這張圖來說,雖然我們潛意識裡都知道這是一張靜止的圖,但是為什麼在看上去的時候,它卻是像水波紋一樣起起伏伏的呢?這種現象已經困惑了科學家們幾十年,他們一直在尋找能夠完全解答這個現象的科學理論,最後終於在小小的果蠅身上成功了,真的很不可思議。
  • 2012-2019年搞笑諾貝爾獎盤點!
    為了與正式的諾貝爾獎「分庭抗禮」,搞笑諾貝爾獎在諾貝爾獎頒獎前一至兩周舉行,地點為哈佛大學的桑德斯劇場(Sanders Theater)。「搞笑諾貝爾獎」的獲獎者是由《Annals of Improbable Research》的編輯們、科學家們(其中還包括幾位諾貝爾獎獲得者)、記者們和來自多個國家的各個領域的精英們組成的管理委員會選出的。
  • 果蠅揭示太空飛行對心臟的影響
    當地時間11月25日,來自美國桑福德伯納姆普雷比斯醫學發現研究所的科學家們在《細胞報告》雜誌中發表論文稱,果蠅的心臟在經歷長時間的太空飛行後,其結構和生化指標會產生深遠變化,而太空人很可能也會遭受類似影響。
  • 研究揭示微重力導致被送往太空的果蠅出現心臟缺陷
    科學家們正在努力更好地了解太空對人體的影響,並開發治療方法來幫助抵消令人不安的副作用。已知受到太空飛行嚴重影響的一個重要器官是心臟。對國際空間站上的太空人進行的超聲研究表明,在沒有地球引力的情況下,該器官失去了通常的橢圓形,而呈現出更加球形的外觀。
  • 維加獎首次授予中國科學家 有「地理學諾貝爾獎」之稱
    維加獎首次授予中國科學家 有「地理學諾貝爾獎」之稱 原標題:   中國西藏網訊 瑞典人類學和地理學會(SSAG)12月26日發布消息稱,鑑於在青藏高原冰川和環境研究方面所做出的貢獻,2017年維加獎將授予中國科學院青藏高原研究所姚檀棟教授。
  • 沒有GPS 果蠅或借「內部羅盤」找食物
    科技日報訊 (記者劉霞)果蠅如何在沒有GPS、視覺地標等的情況下找到目的地或伴侶呢?據物理學家組織網3月31日報導,美國研究人員發現,果蠅或藉助包括氣味在內的「內部羅盤」找到食物或伴侶。由於果蠅的感覺器官和嗅探方式與其它動物類似,因此最新研究有望回答動物尋找食物如何影響更廣泛食物生態與環境等問題。
  • 研究果蠅發現太空旅行對太空人的心臟有影響
    桑福德·伯納姆·普雷比斯醫學發現研究所的科學家表明,在國際空間站(ISS)上度過了幾周的果蠅(大約一半的果蠅)對心臟的結構和生化發生了深刻的變化。這項研究還揭示了新的見解,有一天可以幫助地球上長期臥床休息或患有心臟病的人。桑福德·伯納姆·普雷比斯大學(Sanford Burnham Prebys)開發、老化和再生計劃的助理教授凱倫·奧科(Karen Ocorr)博士說:「我們首次看到了可能在太空人研究中發現的心臟疾病的潛在細胞和分子變化。」
  • 湯森路透預測 2015 諾貝爾獎得主:華裔科學家榜上有名
    自2002年以來,湯森路透已成功預測了37位諾貝爾獎得主。在今年的獲獎名單中,各領域值得關注的科學家有:來自化學領域的Emmanuelle Charpentier和Jennifer A。自1901年以來,只有17位的女性科學家獲得了諾貝爾獎。然而本次分析發現諾貝爾獎得主的男女性別差異正在縮小,在全球頂尖的科學研究領域,女性科學家主導的科研數量顯著增長。今年,引文桂冠獎的女性得主增長了83%。2002年到2014年間總共只有6位女性獲得引文桂冠獎,而2015年的引文桂冠獎得主中就有4位是女性科學家。
  • 果蠅光照就能進入性高潮,最迷戀「紅燈區」,被拒絕會借酒消愁
    最優秀的模式生物果蠅屬於那種人見人煩的小動物,普通人對它的態度基本上與蚊子對等,然而科學家表示太喜歡這個小傢伙了,認為它是最佳模特。對於這樣的玩法,科學家亞歷山德拉瑪泰表示果蠅這也是為科學獻身,他們主要是想了解果蠅的排卵、受精過程,通過液氮將這一過程定格,然後再對凍後的果蠅進行超高精CT掃描,通過CT掃描照片可以清晰看到,果蠅在交配過程中,身體各個器官的如何協作。
  • 果實蠅和果蠅你分清了嗎?果園如何防果蠅?
    最近有果農朋友問,果蠅該怎麼防治?這裡先要說明一下,很多人常將這果實蠅和果蠅混為一談,實際上它們是兩類不同的昆蟲。果實蠅 VS 果蠅果實蠅:隸屬於雙翅目實蠅科,常見的如桔小實蠅、桔大實蠅、瓜實蠅等等,其幼蟲是主要危害形態,它們蛀食於果實中,被害果實形成蛆果,或早落或引起消費者反感。
  • Nature子刊:果蠅又有新貢獻,肝臟功能異常或會導致心臟健康惡化!
    圖1:果蠅(來源圖蟲創意)一個世紀以來,人們對果蠅在生命科學各層次的研究中積累了十分豐富的資料,對其遺傳背景有了更加全面深入的了解,迄今為止,科學家們致力於利用果蠅作為模式生物全面開發生命的秘密2020年6月10日,來自加拿大愛荷華州立大學等機構的科學家們,在《Nature Communication》上發表了題為「Impaired peroxisomal import in Drosophila oenocytes causes cardiac dysfunction by inducing upd3 as a peroxikine(在果蠅絳色細胞中過氧化物酶體輸入過程受損,可誘導upd3