Living Laboratorier: Hvordan modelorganismer Advance Science

  • In Default
  • September 1
  • 5 Views
  • 0 comments

Living Laboratorier: Hvordan modelorganismer Advance Science

Hvordan genetiske arv opstår? Hvordan cellerne vokse og dele? Hvordan vores hjerner fungerer? Hvad driver spise, sove, aggression og andre menneskelige adfærd?

Fordi de grundlæggende drift principper er næsten den samme i alle levende ting, undersøgelser med modelorganismer - mikrober, svampe, planter og dyr - kan lære os om biologiske processer i mennesker og give os indsigt i disse grundlæggende spørgsmål. Fra amøber til zebrafisk, forskning hjælp modelorganismer - meget af det er finansieret af National Institutes of Health - fortsætter med at føre til nye måder at bevare sundhed og diagnosticere og behandle sygdomme.

Nedenfor mødes fem af videnskabens mest populære model organismer.

1. E. coli (Bacterium)

E. coli er berygtet for dens forbindelse til plettet oksekød og andre fødevarer. Men for forskerne, E. coli er en vigtig model organisme, der har hjulpet afdække mange af cellens fundamentale processer. Forskere har sekventeret E. coli-genomer at forstå genetiske forskelle mellem gavnlige og skadelige bakterier. Andre undersøgelser fokuserer på metabolisme og genekspression, potentielt afdække nye måder at behandle bakterielle infektioner og sygdom hos mennesker.

Living Laboratorier: Hvordan modelorganismer Advance Science

"Når vi forstår biologi Escherichia coli, vil vi forstå biologi en elefant," sagde Jacques Monod, en fransk nobelprismodtager. Her et kort over overfladeproteiner hjælper forskerne bedre at forstå protein organisation og cellesignalering.
Credit: Derek Greenfield og Ann McEvoy, University of California, Berkeley.

2. Dictyostelium discoideum (Slime Mold)

Selvom vi ikke kan synes at have meget tilfælles med en slimsvamp har forskere opdaget, at mange af dets gener er nære kopier af vores egne. På grund af sin usædvanlige egenskaber og evne til at leve alene eller i en gruppe, slim skimmel intriger forskere, der studerer celledeling, bevægelse og forskellige aspekter af organer og væv udvikling.

Living Laboratorier: Hvordan modelorganismer Advance Science


Frugten af Dictyostelium discoideum. En gruppe på 100.000 er på størrelse med et sandkorn.
Credit: Rex Chisholm, Northwestern University.

3. Neurospora crassa (Brød Mold)

Der er en grund folk joke om brug mugne brød som en videnskab eksperiment. Tusindvis af forskere studerer fælles mug Neurospora at besvare spørgsmål om, hvordan arter opstår og tilpasse samt hvordan celler og væv ændre deres form i forskellige miljøer. Siden Neurospora producerer sporer på en 24-timers cyklus, det er også nyttigt for at forstå biologiske ure.

Living Laboratorier: Hvordan modelorganismer Advance Science

Brødet støber Neurospora crassa har været et historisk vigtig model organisme.
Credit: Namboori B. Raju, Stanford University.

4. Saccharomyces cerevisiae (gær)

Den samme gær som anvendes af bagere og bryggere har været et uundværligt redskab for forskere. En svamp (ikke en plante, ikke et dyr, men er relateret til begge) og en eukaryot (en "højere" organisme med en organiseret, beskyttende kerne, der holder sine kromosomer), har gær elsket sig til forskere delvis fordi den vokser hurtigt og dets gener er nemme at arbejde med. På grund af denne lethed, har eksperimenter med gær lært os om, hvordan pattedyr gener fungerer, og hvad der sker, når de ikke virker, afklaret, hvordan gener er slået til eller fra, og forklarede, hvordan celler, der indeholder de samme gener kan være så forskellige fra hinanden . Gær undersøgelser også hjulpet forskerne sortere ud velordnet hændelsesforløb, hvor en celle deler. Disse oplysninger har gavnet millioner af mennesker, da mange kræftlægemidler forstyrrer den samme celle cyklus.

Living Laboratorier: Hvordan modelorganismer Advance Science


Dette snapshot taget med X-ray mikroskopi, viser indersiden af ​​en hurtigt frosne hele gærcelle, som den knopper før dividere i to. At se dele af en celle fanget i aktion hjælper forskerne studere komplekse strukturer, og hvordan molekylerne bevæger inde i dem.
Credit: Carolyn Larabell, University of California, San Francisco, og Lawrence Berkeley National Laboratory.

5. Arabidopsis thaliana (Mustard Plant)

En lille blomstrende plante relateret til kål og sennep, Arabidopsis - den mest populære model til at studere plantegenetik - appellerer til biologer, fordi ithas næsten alle de samme gener som andre blomstrende planter og har relativt lidt DNA, som ikke koder for proteiner. Den vokser også hurtigt, går fra frø til moden plante i kun 6 uger. Fordi planteceller og celledele kommunikere med hinanden på samme måde som humane celler gør, Arabidopsis og andre planter gøre gode modeller for genetiske sygdomme, der påvirker celle kommunikation, såsom cystisk fibrose, Huntingtons sygdom og fragilt X-syndrom.

Living Laboratorier: Hvordan modelorganismer Advance Science

Denne Arabidopsis embryo begynder at polarisere, så dens øverste halvdel vil danne en shoot og den nederste halvdel vil sende rødder. Enhver fejl i omhyggeligt orkestreret plan kan føre til store fejl i anlægget. Fordi mennesker og dyr har lignende gen-netværk, der koordinerer udvikling, kunne studere sådan polaritet hjælpe os til bedre at forstå den menneskelige udvikling.
Credit: Zachery R. Smith, Jeff Lang laboratorium på Salk Institute for Biological Studies.

Læs mere:

  • Plakat: Mød 10 "modeller" af videnskaben (PDF)
  • Modelorganismer Fact Sheet

Dette Inside Life Science artikel blev leveret til LiveScience i samarbejde med Statens Institut for General Medical Sciences, en del af National Institutes of Health.

Posts Carousel