① 小鼠和大鼠作為研究對象有什麼不同優缺點,除了體積大小的差異之外(體大手術易操作),尤其在基因研究方
大鼠比小鼠在身體機能方面有很大的差異,因為很多因素可以影響到基因產生變化。大鼠相對小鼠來說,生存的時間較長,所以接觸的環境因素比小鼠要長,所以其體內的遺傳物質發生變化的概率相對於小鼠的較高。
而小鼠相對於大鼠來說,大鼠體內的個個功能器官會比小鼠更加強,各項的生理功能也相對小鼠來說發育完善,抵抗力也相對比較強。
要依照實驗所需要研究的方向來選擇相對適合的實驗對象來進行研究。
② 小鼠作為模式動物在遺傳學上的有優點
由於老鼠和人類都是脊椎哺乳動物,有90%基因相通,且實驗老鼠有純種、體型小,大量繁殖、生命期短等優勢,讓實驗老鼠成為生物醫學研究的最佳利器。遺傳觀點來看,人類疾病是基因突變所造成的。若是讓老鼠產生基因突變,就可能替代人類生病做研究。
③ 小白鼠作為實驗動物的缺點有啥
並非都拿小白鼠做實驗,也可以拿兔子做解剖學和病理學的研究。在遺傳學上使用果蠅這樣的昆蟲,在仿生學上使用蝙蝠等。實驗動物的選擇是醫學科學研究中首先要考慮的問題。因為實驗動物選擇恰當與否關繫到課題質量的高低、經費開支的多少、研究途徑正確與否以及實驗方法 的簡單與繁瑣問題,甚至會影響到課題的成敗及研究結果正確性。因此,必須從觀念上將實驗動物的選擇看作科技項目立項查新的文獻檢索一樣,作為醫學科研工作中的一個有機組成部分。同時,必須從實驗動物學的學科高度給予足夠的重視。其次,要了解實驗動物學基本知識,這是正確選擇實驗動物的基本條件。
常用實驗動物:
袋鼠(有袋目)、犰狳(貧齒目)、刺蝟(食蟲目)、蝙蝠(翼手目)、兔、鼠兔(兔形目)、大鼠、小鼠、地鼠、豚鼠(嚙齒目)、江豚(鯨目)、海狗(鰭足目)、馬、騾、驢(奇蹄目)、豬、牛、羊、鹿(偶蹄目)、狗、貓、鼬(食肉目) 、獼猴、黑猩猩(靈長目)等。
生物醫學實驗中選擇實驗動物的基本原則
選用與人的機能、代謝、和疾病特點相似的動物。
非人靈長類動物----進化程度最高,是最接近與人類的理想動物,如,獼猴。
其他動物----雖進化程度低些,但可以達到實驗目的,如,犬、貓、豬等。
2.選用解剖、生理特點符合實驗目的要求的實驗動物、充分利用不同品種品系實驗動物存在的某些特殊反應。
如:
開胸和心臟實驗----適宜選用兔做實驗;
發熱、解熱和檢查致熱源實驗-----適宜選用兔做實驗;
觀察物對排卵的影響,進行避孕
研究-----適宜選用兔、貓;
動脈粥樣硬化實驗-----適宜選用兔、豬、猴;
肝外科實驗研究------適宜選用大鼠;
膽囊功能研究------不能選用大鼠;
嘔吐實驗----適宜選用猴、貓;
變態反應、Vc缺乏症研究----適宜選用豚鼠;
對帶有活性的物進行避孕效研究----不能選用小鼠、大鼠;
同品種不同品系的動物存在有很多特殊的反應,應注意選擇應用。
3.根據課題研究目的內容選用
相匹配的標准化動物
標准化動物系指,經遺傳學、微生物學、環境及營養控制而繁育的動物。
微生物學、環境及營養的控制才能排除動物因攜帶影響實驗結果的微生物、寄生蟲及潛在疾病對結果准確性的影響。
遺傳學的控制才能排除實驗動物因雜交、遺傳學污染而造成個體之間的差異,影響結果的可重復性。
實驗動物遺傳類別選擇
近交系----其動物遺傳的均質性保證了實驗反應的穩定性;
封閉群----能較好地代表自然群體的遺傳特性;
F1雜交群----在一定程度上,兼有近交系和封閉群的特點;
突變動物----往往具有鮮明的人類疾病模型特徵。
實驗動物具體品種品系選擇
如果實驗結論只針對某一品系則使用一個品系;
如果實驗結論針對整個物種在內的一般性研究則使用多個不同來源的品種、品系。
一般對多物種進行實驗時,應先選小型動物,再推廣到大型物種;要求只能建立在對多個物種進行實驗的基礎上,才能推廣到人類,也稱動物實驗外推。常用順序時小鼠、大鼠、兔、犬、猴。
微生物級別選擇
普通級----一般為教學示範用;
清潔級----國內科研工作要求的標准動 物,適合於大多數科研課題;
SPF級----國際標准實驗動物;
無菌動物-----僅在特殊課題需要時使用。
4.選用與實驗要求相適應的
實驗動物規格
年齡----年齡不同,其生物學特性往往不同,一般選性成熟後的青壯年動物。太小的動物的生理功能未達到成年水平。太老的動物的各器官老化,代謝功能下降,只在老年醫學研究中使用;
體重----在正常營養狀態和飼養條件下,體重與年齡有一定的相關性;
性別----許多實驗證明,同一品種(系)不同性別的動物對外界刺激的反應不一致。
5.選用人獸共患疾病的實驗動物和傳統應用的實驗動物
有些病因造成人和動物共同患病,其臨床過程、病理變化也相似,所以就應選用這樣的動物來研究人類疾病;
選擇科研、檢驗和生產中傳統使用的實驗動物。通過實踐積累,各個專業均會在某些方面的課題選定自己常用的動物品種系。
6.實驗動物的選擇和應用需注意
符合相應的國際規范
國際上普遍要求動物實驗達到實驗室操作規范(GLP)和標准操作程序(SOP)。這些規范對實驗動物的選擇和應用、實驗室條件、工作人員素質、技術水平、操作方法都要求標准化。這是實驗動物選擇和應用的總的要求。
遵循國際上的3R規則-----減少動物用量、實驗要精細、盡量採用替代物。
傳出神經理學實驗中實驗動物的選擇
在測定新的急性毒性實驗(LD50)時,動物如出現豎毛,活動增加,激動興奮,以致發展為強直一陣攣性抽搐,可初步考慮為擬交感。進而可觀察其動物(或貓)血壓的反應,如興奮α-受體,則對血壓影響較大,並反射地使心率減慢,如興奮β受體,可見血壓下降和心率明顯增快。為了較確切地區分其對α、 β受體的作用,還可採用α受體阻斷酚妥拉明,β受體阻斷心得安等作為工具。除血壓實驗外,尚可採用貓瞬膜,貓(或狗)在體腸活動等實驗方法。利用一些 體外實驗可分析擬交感的作用部位,其中最敏感的實驗之一是大白鼠胃底條,此外有兔頭肌、離體兔耳、豚鼠氣管鏈、豚鼠回腸和雞盲腸等制備。可用已知的α或 β-受體興奮劑作為標准,觀察它們與α或β-受體阻斷的相互作用,而確定其作用部位。
乙醯膽礆具有毒蕈鹼樣及菸鹼樣作用,前者可被阿托品阻斷,後者可被神經節阻滯及橫紋機松馳阻斷。凡是通過直接或間接作用興奮副交感效應點的物 可出現流淚、流涎、排尿和排便癥候群。因此在小白鼠LD50實驗中可獲得初步印象,進而分別觀察其對血壓、唾液、瞳孔及胃腸道等反應。在貓血壓實驗、蛙 心、蛙腹直肌、水蛭背肌等標本上可檢定擬膽鹼和觀察抗膽鹼的作用,亦可用整體實驗如抑制大白鼠胃潰瘍,抑制大白鼠腸內活性炭下移等方法觀察之。
消化道平滑肌實驗中實驗動物的選擇
多種動物的離體腸道可用來試驗傳出神經物,一般多用離體豚鼠及兔的腸道。豚鼠回腸的自發活動較少,描記時有穩定的基線,適合作物鑒定用。兔腸 (尤其空腸)具有規則的擺動運動,適用於觀察物對此動物的影響。豚鼠回腸標本加負荷後已完全松馳,因此加入擬交感不會使其更松馳。
離體豚鼠回腸可用於觀察乙醯膽鹼(Ach)和擬膽鹼的劑量-反應關系;可檢定Ach和擬膽鹼的含量。離體兔空腸有節律性收縮活動,可觀察腎上腺 素(4μg)、去毒豆鹼(2μg)等物對空腸擺動運動的影響。大白鼠胃底條是檢定兒茶酚胺類物和5-羥色胺(5-HT)最敏感的標本。主要觀察物對 胃縱行肌的作用,因標本中環形肌已切斷。經檢定兒茶酚胺對其敏感度要比大白鼠子宮標本大10~100倍。雞食道由副交感神經支配,因此離體雞食道標本適合 於試驗擬副交感物。由於其作用不能完全被神經節阻斷所阻滯,故不宜用於試驗作用於神經節的物。
心血管實驗中實驗動物的選擇
血壓實驗是檢驗傳出神經物極其敏感的方法,一般採用急性血壓實驗,動物中以狗、貓、兔和大白鼠常用。兔不適用於降壓實驗,因其易於死亡。實驗可用 麻醉或毀腦動物,因麻醉動物的血壓常有三級波動(第一級波動,又稱脈搏性波動,系每次心搏影響血壓所致,第二級波動,又稱呼吸性波動,即吸氣時,血壓微升,呼氣時血壓微降;第三級波動,系血管運動中樞以稍長間隔,興奮性周期性改變),使血壓升降不穩。如動物毀腦後,可排除脊髓以上的中樞神經神經對血壓的 影響,只出現第一級波動,血壓曲線極不平衡。
離體兔主動脈條實驗:兔主動脈上含有α-受體,它是測定作用於α-受體物的一個很好標本,已被廣泛用來鑒定和分析擬交感及其對抗的作用。兔主動脈制備曾試制過多種形式,如主動脈環、片及條狀等,但兔主動脈螺旋條是最合適的方法之一。此標本有較多優 點,如一個主動脈可製作3~4個標本,可供配對試驗,對低濃度擬交感就很敏感,組織穩定性好,可維持較長時間。
④ 動物模型如何選擇大鼠和小鼠
小鼠和大鼠是疾病研究種的主力軍,但由於體積小、成本低,特別是胚胎細胞相對穩定,方便進行各種遺傳操作,進行基因編輯這個優點,使得小鼠成為解析人類基因功能最重要的模式生物。但是,與小鼠相比,大鼠在生理特徵、形態和基因上更接近人類,同時大鼠較大的身體和器官尺寸便於多次采樣,以及進行電生理學、神經外科影像學程序操作。因此,相對小鼠來說,大鼠更合適用於毒理學、畸形學、內分泌學、腫瘤學、神經病學、實驗老年學、心血管、牙科和實驗寄生蟲學等領域的研究。需要根據實際情況選擇。集萃葯康是一家專業從事小鼠模型研發、生產與銷售的企業,基於自主構建的基因編輯平台、人源化平台、功能葯效平台,可提供各類疾病小鼠模型,同時也可根據您的需求為您精心定製合適的小鼠模型,歡迎網路找他們的官網咨詢了解!!
⑤ 小鼠作為模式生物的優缺點
小鼠能成為最常用的實驗動物,其原因在於與人類親緣關系近、哺乳類模式動物發展程度最高、遺傳操作手段先進、體型小、繁殖速度快、生命周期相對較、完成全基因組測序,遺傳背景清晰等等。但小鼠在做一些生理解剖上難度較大,在血葯濃度等葯物代謝等研究方面存在局限性。集萃葯康是一家專業從事實驗動物小鼠模型的研發、生產、銷售及相關技術服務的高新技術企業,基於自主構建的基因編輯平台、人源化平台、功能葯效平台,可提供各類疾病小鼠模型,同時也可根據您的需求為您精心定製合適的小鼠模型,可以在網路找他們的官網咨詢了解!
⑥ 人類基因組計劃
■人類基因組計劃的研究現狀與展望------發表日期:2004年3月30日
一、研究現狀
1、人類基因組測序
1990年~1998年,人類基因組序列已完成和正在測序的共計約330Mb,占人基因組的11%左右;已識別出人類疾病相關的基因200個左右。此外,細菌、古細菌、支原體和酵母等17種生物的全基因組的測序已經完成。
值得一提的是,企業與研究部門的攜手,將大大地促進測序工作的完成。美國的基因組研究所(The Institute of Genome Research, TIGR)與PE(Perkin-Elmar)公司合作建立新公司,三年內投資2億美元,預計於2002年完成全序列的測定。這一進度將比美國政府資助的HGP的預定目標提前三年。美國加州的一家遺傳學數據公司(Incyte)宣布(1998年〕,兩年內測定基因組中的蛋白質編碼序列以及密碼子中的單核苷酸的多態性,最後將繪制一幅人的10萬個基因的定點陣圖。與Incyte公司合作的HGS(Human Genome Science)公司的負責人宣稱,截止1998年8月,該公司已鑒定出10萬多個基因(人體基因約為12萬個),並且得到了95%以上基因的EST(expressed sequence tag)或其部分序列。
1998年9月14日美國國家人類基因組計劃研究所(NHGRI)和美國能源部基因組研究計劃的負責人在一次咨詢會議上宣布,美國政府資助的人類基因組計劃將於2001年完成大部分蛋白質編碼區的測序,約占基因組的三分之一,測序的差錯率不超過萬分之一。同時還要完成一幅「工作草圖」,至少覆蓋基因組的90%,差錯率為百分之一。2003年完成基因組測序,差錯率為萬分之一。這一時間表顯示,計劃將比開始的目標提前兩年完成。
2、疾病基因的定位克隆
人類基因組計劃的直接動因是要解決包括腫瘤在內的人類疾病的分子遺傳學問題。6000多個單基因遺傳病和多種大面積危害人類健康的多基因遺傳病的致病基因及相關基因,代表了對人類基因中結構和功能完整性至關重要的組成部分。所以,疾病基因的克隆在HGP中占據著核心位置,也是計劃實施以來成果最顯著的部分。
在遺傳和物理作圖工作的帶動下,疾病基因的定位、克隆和鑒定研究已形成了,從表位→蛋白質→基因的傳統途徑轉向「反求遺傳學」或「定位克隆法」的全新思路。隨著人類基因圖的構成,3000多個人類基因已被精確地定位於染色體的各個區域。今後,一旦某個疾病位點被定位,就可以從局部的基因圖中遴選出相關基因進行分析。這種被稱為「定位候選克隆」的策略,將大大提高發現疾病基因的效率。
3、多基因病的研究
目前,人類疾病的基因組學研究已進入到多基因疾病這一難點。由於多基因疾病不遵循孟德爾遺傳規律,難以從一般的家系遺傳連鎖分析取得突破。這方面的研究需要在人群和遺傳標記的選擇、數學模型的建立、統計方法的 改進等方面進行艱苦的努力。近來也有學者提出,用比較基因表達譜的方法來識別疾病狀態下基因的激活或受抑。實際上,「癌腫基因組解剖學計劃(Cancer Genome Anatomy Project,CGAP」就代表了在這方面的嘗試。
4、中國的人類基因組研究
國際HGP 研究的飛速發展和日趨激烈的基因搶奪戰已引起了中國政府和科學界的高度重視。在政府的資助和一批高水平的生命科學家帶領下,我國已建成了一批實力較強的國家級生命科學重點實驗室,組建了北京、上海人類基因組研究中心。有了研究人類基因組的條件和基礎,並引進和建立了一批基因組研究中的新技術。中國的HGP在多民族基因保存、基因組多樣性的比較研究方面取得了令人滿意的成果,同時在白血病、食管癌、肝癌、鼻咽癌等易感基因研究方面亦取得了較大進展。
首先建立了寡核苷酸引物介導的人類高分辨染色體顯微切割和顯微基因克隆技術;已建立的17種染色體特異性DNA文庫和24種染色體區特異性DNA文庫及其探針;構建了人X染色體YAC圖譜,已完成了人X染色體Xp11.2-p21.3跨度的約35cM STS-YAC圖譜的構建;建立了YAC-cDNA篩選技術。
目前的研究工作還包括: 疾病和功能相關新基因的分離、測序和克隆的技術和方法學的創新研究;中國少數民族HLA分型研究及特種基因的分析; 人胎腦cDNA文庫的構建和新基因的克隆研究。
中國是世界上人口最多的國家,有56 個民族和極為豐富的病種資源,並且由於長期的社會封閉,在一些地區形成了極為難得的族群和遺傳隔離群,一些多世代、多個體的大家系具有典型的遺傳性狀,這些都是克隆相關基因的寶貴材料。但是,由於我國的HGP 研究工作起步較晚、底子薄、資金投入不足,缺乏一支穩定的、高素質的青年生力軍, 我國的HGP 研究工作與國外近年來的驚人發展速度相比,差距還很大,並且有進一步加大的危險。如果我們在這場基因爭奪戰中不能堅守住自己的陣地,那麼在21 世紀的競爭中我們又將處於被動地位:我們不能自由地應用基因診斷和基因治療的權力,我們不能自由地進行生物葯物的生產和開發,我們亦不能自由地推動其他基因相關產業的發展。
二、展望
1、生命科學工業的形成
由於基因組研究與制葯、生物技術、農業、食品、化學、化妝品、環境、能源和計算機等工業部門密切相關,更重要的是基因組的研究可以轉化為巨大的生產力,國際上一批大型制葯公司和化學工業公司大規模紛紛投巨資進軍基因組研究領域,形成了一個新的產業部門,即生命科學工業。
世界上一些大的制葯集團紛紛投資建立基因組研究所。Ciba-Geigy 和Ssandoz合資組建了Novartis 公司,並斥資2.5億美元建立研究所,開展基因組研究工作。Smith Kline 公司花1.25億美元加快測序的進度,將葯物開發項目的25%建立在基因組學之上。Glaxo-Wellcome 在基因組研究領域投入4,700萬美元,將研究人員增加了一倍。
大型化學工業公司向生命科學工業轉軌。孟山都公司早在1985年就開始轉向生命科學工業。至1997年,該公司向生物技術和基因組研究的投入已高達66億美元。1998年4月,杜邦公司宣布改組成三個實業單位,由生命科學領頭。1998年5月,該公司又宣布放棄能源公司Conaco,將其改造成一家生命科學公司。Dow化學公司用9億美元購入Eli Lilly公司40%的股票,從事穀物和食品研究,後又成立了生命科學公司。Hoechst公司則出售了它的基本化學品部門,轉項投資生物技術和制葯。
傳統的農業和食品部門也出現了向生物技術和制葯合並的趨勢。Genzyme Transgenics 公司培養出的基因工程羊能以較高的產量生產抗凝血酶III,一群羊的酶產量相當於投資1.15億美元工廠的產量。據估計,轉基因動物生產的葯物成本是大規模細胞培養法的十分之一。一些公司還在研究生產能抗骨質疏鬆的穀物,以及大規模生產和加工基因工程食品。
能源、采礦和環境工業也已在分子水平上向基因組研究匯合。例如,用產甲烷菌Methanobacterium 作為一種新能源。用抗輻射的細菌Deinococcus radiorans清除放射性物質的污染,並在轉入tod基因後,在高輻射環境下清除多種有害化學物質的污染。
2、功能基因組學
人類基因組計劃當前的整體發展趨勢是什麼?一方面,在順利實現遺傳圖和物理圖的製作後,結構基因組學正在向完成染色體的完整核酸序列圖的目標奮進。另一方面,功能基因組學已提上議事日程。人類基因組計劃已開始進入由結構基因組學向功能基因組學過渡、轉化的過程。在功能基因組學研究中,可能的核心問題有:基因組的表達及其調控、基因組的多樣性、模式生物體基因組研究等。
(1)基因組的表達及其調控
1)基因轉錄表達譜及其調控的研究
一個細胞的基因轉錄表達水平能夠精確而特異地反映其類型、發育階段以及反應狀態,是功能基因組學的主要內容之一。為了能夠全面地評價全部基因的表達,需要建立全新的工具系統,其定量敏感性水平應達到小於1個拷貝/細胞,定性敏感性應能夠區分剪接方式,還須達到檢測單細胞的能力。近年來發展的DNA微陣列技術,如DNA晶元,已有可能達到這一目標。
研究基因轉錄表達不僅是為了獲得全基因組表達的數據,以作為數學聚類分析。關鍵問題是要解析控制整個發育過程或反應通路的基因表達網路的機制。網路概念對於生理和病理條件下的基因表達調控都是十分重要的。一方面,大多數細胞中基因的產物都是與其它基因的產物互相作用的;另一方面,在發育過程中大多數的基因產物都是在多個時間和空間表達並發揮其功能,形成基因表達的多效性。在一個意義上,每個基因的表達模式只有放到它所在的調控網路的大背景下,才會有真正的意義。進行這方面的研究,有必要建立高通量的小鼠胚胎原位雜交技術。
2)蛋白質組學研究
蛋白質組學研究是要從整體水平上研究蛋白質的水平和修飾狀態。目前正在發展標准化和自動化的二維蛋白質凝膠電泳的工作體系。首先用一個自動系統來提取人類細胞的蛋白質,繼而用色譜儀進行部分分離,將每區段中的蛋白質裂解,再用質譜儀分析,並在蛋白質資料庫中通過特徵分析來認識產生的多肽。
蛋白質組研究的另一個重要內容是建立蛋白質相互關系的目錄。生物大分子之間的相互作用構成了生命活動的基礎。組裝基因組各成分間的詳盡作圖已在T7噬菌體(55個基因)獲得成功。如何在模式生物(如酵母)和人類基因組的研究中建立自動方法,認識不同的生化通路,是值得探討的問題。
3)生物信息學的應用
目前,生物信息學已大量應用於基因的發現和預測。然而,利用生物信息學去發現基因的蛋白質產物的功能更為重要。模式生物體中越來越多的蛋白質構建編碼單位被識別,無疑為基因和蛋白質同源關系的搜尋和家族的分類提供了極其寶貴的信息。同時,生物信息學的演算法、程序也在不斷改善,使得不僅能夠從一級結構,也能從估計結構上發現同源關系。但是,利用計算機模擬所獲得的理論數據,還需要經過實驗經過的驗證和修正。
(2)基因組多樣性的研究
人類是一個具有多態性的群體。不同群體和個體在生物學性狀以及在對疾病的易感性與抗性上的差別,反映了進化過程中基因組與內、外部環境相互作用的結果。開展人類基因組多樣性的系統研究,無論對於了解人類的起源和進化,還是對於生物醫學均會產生重大的影響。
1)對人類DNA的再測序
可以預測,在完成第一個人類基因組測序後,必然會出現對各人種、群體進行再測序和精細基因分型的熱潮。這些資料與人類學、語言學的資料項結合,將有可能建立一個全人類的資料庫資源,從而更好地了解人類的歷史和自身特徵。另外,基因組多樣性的研究將成為疾病基因組學的主要內容之一,而群體遺傳學將日益成為生物醫葯研究中的主流工具。需要對各種常見多因素疾病(如高血壓、糖尿病和精神分裂症等)的相關基因及癌腫相關基因在基因組水平進行大規模的再測序,以識別其變異序列。
2)對其它生物的測序
對進化過程各個階段的生物進行系統的比較DNA測序,將揭開生命35億年的進化史。這樣的研究不僅能勾畫出一張詳盡的系統進化樹,而且將顯示進化過程中最主要的變化所發生的時間及特點,比如新基因的出現和全基因組的復制。
認識不同生物中基因序列的保守性,將能夠使我們有效地認識約束基因及其產物的功能性的因素。對序列差異性的研究則有助於認識產生大自然多樣性的基礎。在不同生物體之間建立序列變異與基因表達的時空差異之間的相關性,將有助於揭示基因的網路結構。
(3)開展對模式生物體的研究
1)比較基因組研究
在人類基因組的研究中,模式生物體的研究佔有極其重要的地位。盡管模式生物體的基因組的結構相對簡單,但是它們的核心細胞過程和生化通路在很大程度上是保守的。這項研究的意義是:1〕有助於發展和檢驗新的相關技術,如大規模測序、大規模表達譜檢驗、大規模功能篩選等;2〕通過比較和鑒定,能夠了解基因組的進化,從而加速對人類基因組結構和功能的了解;3〕模式生物體間的比較研究,為闡明基因表達機制提供了重要的線索。
目前對於基因組總體結構組成方面的知識,主要來源於模式生物體的基因組序列分析。通過對不同物種間基因調控序列的計算機分析,已發現了一定比例的保守性核心調控序列。根據這些序列建立的表達模式資料庫對破譯基因調控網路提供了必要的條件。
2)功能缺失突變的研究
識別基因功能最有效的方法,可能是觀察基因表達被阻斷後在細胞和整體所產生的表型變化。在這方面,基因剔除方法(knock-out)是一項特別有用的工具。目前。國際上已開展了對酵母、線蟲和果蠅的大規模功能基因組學研究,其中進展最快的是酵母。歐共體為此專門建立了一個稱為EUROFAN(European Functional Analysis Network)的研究網路。美國、加拿大和日本也啟動了類似的計劃。
隨著線蟲和果蠅基因組測序的完成,將來也可能開展對這兩種生物的類似性研究。一些突變株系和技術體系建立後,不僅能夠成為研究單基因功能的有效手段,而且為研究基因冗餘性和基因間的相互作用等深層次問題奠定了基礎。小鼠作為哺乳動物中的代表性模式生物,在功能基因組學的研究中展有特殊的地位。同源重組技術可以破壞小鼠的任何一個基因,這種方法的缺點是費用高。利用點突變、缺失突變和插入突變造成的隨機突變是另一中可能的途徑。對於人體細胞而言,建立反義寡核苷酸和核酶瞬間阻斷基因表達的體系可能更加合適。蛋白質水平的剔除術也許是說明基因功能最有力的手段。利用組合化學方法有望生產出化學剔除試劑,用於激活或失活各種蛋白質。
總之,模式生物體的基因組計劃為人類基因組的研究提供了大量的信息。今後,模式生物體的研究方向是將人類基因組8~10萬個編碼基因的大部分轉化為已知生化功能的多成分核心機制。而要獲得酶一種人類進化保守性核心機制的精細途徑,以及它們的紊亂導致疾病的各種途徑的知識,將只能來自對人類自身的研究。
通過功能基因組學的研究,人類最終將將能夠了解哪些進化機制已經確實發生,並考慮進化過程還能夠有哪些新的潛能。一種新的解答發育問題的方法可能是,將蛋白質功能域和調控順序進行重新的組合,建立新的基因網路和形態發生通路。也就是說,未來的生物科學不僅能夠認識生物體是如何構成和進化的,而且更為誘人的是產生構建新的生物體的可能潛力。
⑦ 小鼠為什麼是模式生物
以下均摘自《北京大學基礎醫學院 生物學導論》
小鼠作為模式生物,主要是由於其基因的可知性,繁殖周期一定且短,典型哺乳動物代表之一。
模式生物屬於發育生物學研究范圍。海膽,線蟲,果蠅,小鼠,爪蟾,斑馬魚,小鼠,盤基網柄菌等,都是模式生物。
小鼠是哺乳動物胚胎學、發育生物學的模式動物。是人類個體發育的研究基礎。
⑧ 為什麼做實驗都拿小白鼠來做
原因如下:
1、因為老鼠中的小白鼠的基因序列和人類的差不多,一些醫學的科研和臨床實驗都是有小白鼠來完成的。當中以小白鼠做遺傳學實驗很好,因為它的全基因組和人類的相似度極高,很多人類難以治癒的疾病,可以在小白鼠身上找到相似性狀,從而加以實驗發現治病基因。
2、還有因為小白鼠數量充足,許多實驗需要統計學分析,這就要求一定的數量,特別是小白鼠,在人工繁殖條件下,就能滿足這一要求。
小白鼠是哺乳動物,除了體形小,其它哺乳動物的進化水平相比並不差。其實很多實驗用猩猩等,與人更近似的動物做最好,但使用猩猩太昂貴了。許多實驗,比如認知類的,而且實驗結束後時需要將動物殺死,來檢查其內部變化的,如此一來,實驗肯定就不能用比較「貴重」的猩猩了。
(8)小鼠作為模式生物有哪些缺點擴展閱讀:
其實早在16世紀,英國生理學家威廉·哈維(William Harvey)就利用小鼠來研究血液循環。這時候,小鼠已經體現出作為實驗動物的一些優勢了:隨手可得、成本低。幾百年來,人類不斷地對小鼠進行研究和實驗,小鼠也成了模式生物之一。
模式生物是指人類廣泛研究並了解其生物現象的物種(不包括人類),其帶來的研究結果對其它生物具有參考意義。除小鼠外還有很多模式生物,如大鼠、猴子、豬、斑馬魚、果蠅、玉米、酵母、大腸桿菌……它們都為科學獻過身。
嚙齒類的小鼠和人類靈長類同屬於靈長總目,小鼠95%以上的基因和人類相同,並且擁有99%的人類同源基因。小鼠繁殖能力強,飼養成本低,小小的一隻還很好拿,因此,在分子生物學、生理學、心理學、葯學以及其他針對人類生理和疾病的研究中,小鼠當仁不讓地成了首席實驗動物。