模式生物斑马鱼在心血管疾病研究中的应用
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发文章斑马鱼动物伦理材料斑马鱼作为一种新兴的重要模式动物之一,体外受精、胚胎透明,因此可在显微镜下直接观察发育过程及检测药物引起的内脏组织变化,在生命科学领域中应用前景十分广阔。
斑马鱼体型小,适合高通量研究,还具有生长繁殖周期短及其与人类高度相似的基因组等优点,已经广泛用于人类疾病模型的建立、新药研发和药物的筛选,此外,斑马鱼还被应用于毒理学、发育生物学和遗传学等的研究。
因为斑马鱼对污染物反应灵敏,现已用于监测环境污染物及污水检测。
本文主要从几个方面对斑马鱼的研究进展进行了整理和归纳。
关键字:斑马鱼模式动物科学研究发育感染药物又名蓝条鱼、花条鱼、蓝斑马鱼、印度鱼、印度斑马鱼,产于孟加拉、印度东部、巴基斯坦、缅甸、尼泊尔等地,是一种常见的热带淡水硬骨鱼。
属辐鳍鱼纲鲤科。
斑马鱼身体细长,呈纺锤形,成鱼体长约4-6cm,因全身布满深蓝色条纹似斑马样而得名。
斑马鱼雌雄鉴别容易,雄鱼体型细长,颜色偏黄,条纹较为显著,纵纹为柠檬色;雌鱼身体肥胖,颜色较淡,纵纹呈蓝色加银灰色,在性成熟后腹部肥大。
雌鱼每次可产卵300多枚,鱼卵易收集,其胚胎透明,繁殖能力强且生长发育速度快,对饲养要求低,可高密度饲养,与其他实验动物相比有很大优势,是一种非常受欢迎的实验动物模型。
近三十年来,已有约20个斑马鱼品系的基因数据库资料,全球已有超过1500个斑马鱼实验室,而我国也有超过250个实验室利用斑马鱼开展相关研究。
英国桑格研究所(Trust Sanger Institute)于2013年完成了斑马鱼的参考基因组,研究人员在此基础上比较了斑马鱼与人类基因组的异同,并进行了系统性的全基因组分析.在此综合近几十年的研究,在胚胎及遗传发育学、基因组学、药物筛选、疾病模型的建立等方向探讨斑马鱼的研究成果及进展。
1.胚胎及遗传生物学方向斑马鱼的发育分为6个阶段:卵裂期,囊胚期,原肠胚期、分裂期、成形期和孵化期。
斑马鱼属于体外受精动物,胚胎在体外发育且胚胎透明,发育过程可以直接连续的观察,是研究胚胎发育和遗传生物学的理想模式,解决了小鼠胚胎期变化不易观察的自身缺陷。
模式生物研究在生物学中的应用生命科学是一门研究生命现象与生命体特征的综合性科学,它是指对生命现象的研究,涵盖了从基因到细胞、从器官到整个生物体及其群落等多个层次。
而模式生物研究则是生物学领域中的一种研究方法,它对生命现象的研究提供了一种高效的途径。
模式生物,顾名思义,就是可以在实验室里简便、迅速、可靠地用来研究诸如基因表达、形态形成等各种生命现象的“模式生物”。
一个生物实体之所以被称为模式生物,是因为它在生物发育、生理学和遗传学方面具有独特的优势,被广泛应用于不同领域的生命科学研究。
常见的模式生物有小鼠、斑马鱼、果蝇、线虫、酵母等。
模式生物研究在生命科学中的应用模式生物研究在生物学中的应用范围非常广泛,其应用主要有以下几个方面:1. 生物活性分子的发现和研究模式生物研究在生命科学中的应用之一是通过分集菌落筛选、基因突变、细胞融合等技术手段,寻找到许多新的天然产物和药物分子,如青霉素、链霉素、癌症化疗药物、血管生成抑制剂等。
模式生物的胚胎和成体都比较小,可以用小量的试剂和药物,而它们的代谢通路也和人类类似,因此也可以用来筛选出具有药效的活性分子,并研究它们的生物机制。
2. 细胞分子生物学的研究模式生物研究在生命科学中的应用之二是可以用于细胞分子生物学的研究。
例如,酵母菌和果蝇这两个模式生物都在基因表达的控制和细胞质骨架的形成等方面提供了很多重要信息。
也正是因为这个原因,不少生物学家将基因的结构和功能从模式生物中推广到其他物种,如鼠类、猪、狗等。
3. 分子遗传学的研究模式生物研究在生命科学中的应用之三是通过基因转染技术、基因敲除技术等手段,研究分子遗传学的问题。
那么何谓分子遗传学呢?分子遗传学研究的是基因的结构、功能、调控及其相互关系。
例如,研究果蝇的遗传性状,可以揭示人类基因遗传的规律。
4. 基因组学研究除了上述三个方面,模式生物研究在生命科学中的应用之四是可以用于基因组学的研究。
因为模式生物的基因组较小,比人类基因组简单得多,所以将其基因组序列分析和注释得到的结论可以在人类等其他物种中得到验证。
斑马鱼作为模式生物在发育生物学和遗传学研究中的应用自从19世纪开始,科学家们一直在通过选定某些模式生物,如斑马鱼、小鼠、果蝇等来深入研究生命的奥秘。
这些模式生物被广泛用于从发育生物学到遗传学的研究领域。
其中,斑马鱼由于拥有发育速度快,透明度高,繁殖周期短等优点,为科学家们提供了理想的实验材料。
本文将详细探讨斑马鱼在发育生物学和遗传学研究中的应用。
一、斑马鱼在发育生物学方面的应用1.1 受精和胚胎发育斑马鱼的成熟期很短,仅需3个月,且在水中繁殖,雄鱼和雌鱼在不经过人工干预的情况下会自行交配,产下千万个卵子。
这些特点使得斑马鱼成为了研究受精和胚胎发育的理想模式生物。
斑马鱼发育周期短,且在受精后仅需数小时即可胚胎发育,科学家们可以直观地观察到受精的过程和胚胎早期的变化过程。
这为我们对于生命的起源和胚胎形成等领域提供了独特的视角和参考。
1.2 器官发育斑马鱼器官发育过程也是发育生物学领域的一个重要研究方向。
研究人员可以通过基因改造,观察到不同基因表达出来对器官发育的影响。
例如,一项研究表明,在一个发育的胰腺中,Pdx1基因是发展为稳定胰岛细胞所必不可少的基因。
通过改变Pdx1的表达模式,科学家们成功地发现Pdx1对稳定胰岛细胞数量的影响,加深了我们对器官发育的了解。
1.3 神经发育斑马鱼神经系统发育与脊椎动物的其他模式生物非常相似,与小鼠等模式生物相比,斑马鱼生长速度快,且在早期神经系统发育阶段仍较为简单,因此可以更好地研究这些阶段中神经系统的构建和运作。
在神经发育领域中,斑马鱼的应用包括但不限于研究神经元的分布序列、神经细胞的形态和运动状态、神经元的自发活动等方面。
二、斑马鱼在遗传学方面的应用2.1 遗传显微镜在斑马鱼遗传学领域,另一个被广泛使用的是遗传显微镜。
这个显微镜是一个用于斑马鱼早期胚胎研究的特殊显微镜。
这个显微镜可以放大数倍,帮助科学家在斑马鱼胚胎中发现突变。
该显微镜的广泛使用在突变分析方面取得了重大成果,帮助我们在独特的水平上研究生命的启动机制。
《斑马鱼p53蛋白与其自身mRNA相互作用的研究》一、引言斑马鱼作为一种重要的模式生物,在生物学研究中具有广泛的应用。
p53蛋白作为细胞内重要的肿瘤抑制因子,在细胞周期调控、DNA修复和细胞凋亡等方面发挥着关键作用。
近年来,关于斑马鱼p53蛋白与其自身mRNA相互作用的研究逐渐成为热点。
本文旨在探讨斑马鱼p53蛋白与其mRNA的相互作用机制,为进一步研究其生物学功能和在疾病治疗中的应用提供理论依据。
二、材料与方法1. 材料本实验所使用的斑马鱼样品来自本实验室的养殖系统。
实验所需试剂包括PCR引物、酶、RNA提取试剂等均为市售高品质产品。
2. 方法(1)RNA提取与cDNA合成:采用Trizol法提取斑马鱼组织中的RNA,经过DNase I处理后,利用逆转录酶合成cDNA。
(2)PCR扩增与测序:设计特异性引物,以cDNA为模板进行PCR扩增,获得p53基因的片段。
将PCR产物进行测序,以确定其序列。
(3)蛋白质提取与鉴定:采用Western blot法提取斑马鱼组织中的p53蛋白,通过质谱分析鉴定其成分。
(4)RNA与蛋白质相互作用分析:利用生物信息学软件预测p53蛋白与mRNA的结合位点,通过荧光共定位实验验证其相互作用。
三、实验结果1. p53基因的克隆与序列分析通过PCR扩增和测序,我们成功克隆了斑马鱼p53基因的片段。
序列分析表明,该片段与已知的p53基因具有高度相似性,证实了其在斑马鱼中的存在。
2. p53蛋白的鉴定与表达分析Western blot结果表明,斑马鱼组织中存在p53蛋白。
通过质谱分析,我们鉴定了p53蛋白的成分,并发现其在不同组织中的表达水平存在差异。
3. p53蛋白与mRNA的相互作用分析生物信息学软件预测显示,p53蛋白可能与mRNA的特定序列结合。
荧光共定位实验验证了这一预测,发现p53蛋白与mRNA在细胞内存在共定位现象,表明它们之间存在相互作用。
四、讨论本研究表明,斑马鱼p53蛋白与其自身mRNA之间存在相互作用。
2024年烟台市初中学业水平考试生物试题注意事项:1.本试卷共8页,共100分;考试时间60分钟。
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4.非选择题必须用0.5毫米黑色签字笔作答,答案必须写在答题卡指定区域内的相应位置;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不能使用涂改液、胶带纸、修正带。
5.写在试卷上和答题卡指定区域外的答案无效。
一、选择题(本大题包括25个小题,每小题2分,共计50分。
在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求)1. “不知细叶谁裁出,二月春风似剪刀。
”诗中体现的生物特征是()A. 能生长B. 需要营养C. 能排出体内废物D. 能繁殖2. 菠菜焯水时,水会变成绿色,绿色成分来自细胞的()A. 液泡B. 叶绿体C. 线粒体D. 细胞核3. 下列谚语能体现生物影响环境的是()A. 大雪纷纷落,明年吃馍馍B. 山上多种树,胜似修水库C. 肥是庄稼宝,施足又施巧D. 白露天气晴,谷子如白银4. 小强在月季园里发现一株月季上开出多种颜色的花,培育这株月季的技术是()A. 扦插B. 压条C. 嫁接D. 组织培养5. 动物的外骨骼能防止体内水分的大量蒸发。
以下动物具有外骨骼的是()A. B.C. D.6. “花褪残红青杏小”,又到了杏子成熟的季节。
杏与银杏的主要区别是( )A. 有根、茎、叶分化B. 有输导组织C. 能产生种子D. 能形成果实7. 大熊猫的性别决定方式与人相同,其体细胞内有42条染色体,精子的染色体组成是( )A. 20+X 或20+YB. 41+XC. 41+YD. 20+XY 8. 小艾用显微镜观察水绵,发现水绵( )A. 由单个细胞构成B. 有带状叶绿体C. 没有细胞核D. 叶片呈长条状9. 香椿是一种乔木,香椿芽有“树上佳蔬”的美誉。
西南大学罗凌飞教授发现脑血管损伤修复新途径,颠覆巨噬细胞认知海归学者发起的公益学术平台分享信息,整合资源交流学术,偶尔风月美国时间5月3日,西南大学罗凌飞教授研究团队的最新成果在Cell Press期刊Immunity线上发表。
他们发现在斑马鱼脑血管的损伤修复中,巨噬细胞(macrophage) 可以将损伤的脑血管两端重新牵引黏着在一起,进行修复。
这一发现是否将为人类带来福音?请听知社对罗教授的独家专访。
Immunity是免疫学领域顶级期刊, 2014年影响因子达到21.56,在汤森路透期刊引证报告(JCR) “免疫学”分类中位列第三。
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文末可以下载论文清样。
罗凌飞教授随着年龄的增长,我们的脑微血管会变得越发容易断裂,并产生“微出血”。
这种脑微血管损伤容易引发神经退行性疾病,或者使认知能力下降。
断裂脑血管能否自我修复及如何修复一直是未知的。
而中国西南大学发育生物学方向罗凌飞教授发表在Immunity 上的文章首次揭示了白细胞中的巨噬细胞能够通过产生机械收缩力牵引连接断裂血管的两个末端,将其重新粘合在一起。
“微出血是高龄人群脑血管常发症”,罗凌飞教授提到,“我们认为,脑血管的损伤修复机制中,最主要的就是巨噬细胞参与的细胞机制。
罗教授及其团队通过高能量激光定点照射活体斑马鱼的脑血管,破坏微血管,模仿人脑微出血,在斑马鱼脑内形成两个断裂的血管末端。
然后通过高分辨率显微成像技术观察巨噬细胞是如何将两个末端重新连接修复在一起的。
通过高能量激光对脑血管内皮细胞(绿色)定点照射,造成血管断裂并出现脑出血(红色);画面实际过程约20秒。
观察发现,在损伤约半小时后,巨噬细胞出现在损伤血管处,开始修复工作。
首先,巨噬细胞分别向断裂的微血管末端伸出两个“手臂”,在断裂处分泌的粘附因子作用下,巨噬细胞像的两个“手臂”分别与两个血管末端连接在一起,并不断地牵引拉近两个末端,最终完成修复。
斑马鱼血栓模型在中药抗血栓活性筛选中的适用性研究作者:樊娇娇乔艺涵赵崇军倪媛媛杨冉冯娅茹马志强林瑞超来源:《中国中医药信息》2017年第07期摘要:目的考察斑马鱼血栓模型在中药抗血栓活性筛选中的适用性。
方法采用盐酸肾上腺素诱导建立活体斑马鱼血栓模型。
将斑马鱼随机分为空白组、模型组、阳性对照组、给药组,各组给予相应药物或胚胎培养水。
16 h后,用邻联茴香胺染色液染色,计算斑马鱼心脏红细胞染色强度,进行定量分析;观察转基因斑马鱼血小板聚集情况,进行定性分析。
结果与模型组比较,100 μg/mL丹酚酸B,300、900 μg/mL丹参水提取物,45 μg/mL 95%乙醇提取物,400、1200 μg/mL消栓通络片均能明显抑制斑马鱼的血栓形成(P关键词:斑马鱼血栓模型;中药;活性筛选;适用性DOI:10.3969/j.issn.1005-5304.2017.07.014中图分类号:R285.5 文献标识码:A 文章编号:1005-5304(2017)07-0058-04Abstract: Objective To investigate the applicability of zebra fish thrombosis model in antithrombotic activity screening of Chinese materia medica. Methods The living zebra fish thrombosis model was induced by adrenaline hydrochloride. Zebra fish were randomly divided into blank control group, model group, positive medicine group and medication group. Each group was given the corresponding medicine or embryo culture water. O-anisidine staining solution was used to stain and calculate the staining intensity of erythrocytes in zebra fish heart, and quantitative analysis was carried out. The platelet aggregation of transgenic zebra fish was observed and under qualitative analysis. Results Compared with the model group,100 μg/mL salvianolic acid B, 300, 900μg/mL aqueous extra ct of Salvia miltiorrhiza,45 μg/mL 95% ethanol extract and 400,1200 μg/mL hypothalamus could significantly inhibited the formation of zebra fish thrombosis (PKey words: zebra fish thrombosis model; Chinese materia medica; activity screening;adaptability从中药中发现抗血栓活性显著的先导化合物已成为新药研发的一个重要途径。
模式生物在发育生物学中的作用随着人类对于细胞和基因的研究的不断深入,模式生物在发育生物学领域中的作用也愈加显著。
所谓模式生物,是指在特定生长条件下,发育过程具有规律、可预测的生物,如线虫、果蝇、斑马鱼等。
在发育生物学研究中,这些生物被广泛应用于探究基因功能、遗传变异以及发育过程中的信号传递等课题,成为了不可替代的重要工具。
1. 线虫在发育生物学研究中的应用线虫是圆形、透明、微小的生物,具有短命、繁殖快、遗传简单等特点。
在发育生物学领域,线虫广泛被应用于探究细胞分化、胚胎发育等课题。
由于线虫的结构、发育过程及基因组都已经被详细研究和描述,因此研究人员可以利用线虫探究不同生长条件下基因表达和转录特点的变化。
对于点突变的线虫基因,科学家可以利用线虫的基因编辑技术快速筛选出突变基因,并研究其对线虫发育的影响。
此外,线虫也被广泛应用于探究基因在发育过程中的作用。
例如,在线虫发育过程中,某些基因的表达会发生异质性,如启动子的甲基化现象等。
通过对线虫基因的功能研究,人们逐渐理解了甲基化等现象对基因表达及发育的影响。
此外,线虫也被用于研究神经元的成像和系统研究,为研究神经网络等领域提供了有价值的信息。
2. 果蝇在发育生物学研究中的应用果蝇是另一种被广泛应用于发育生物学研究的模式生物。
果蝇的生长和繁殖速度比线虫更快,且其基因组相对更为复杂。
果蝇基因编辑技术的发展,为科学家提供了快速筛选突变基因和功能研究的新途径。
通过对果蝇的研究,科学家们发现,果蝇发育过程中的很多基因和人类基因相似或相同,这也为人们研究某些疾病的发生机理,提供了有价值的参考。
此外,果蝇在线虫不具备的一些生物学特点方面,也能提供独到的研究途径。
例如,果蝇天生就有发育方式多样的头胸异形性,通过对这种生物特性的研究,科学家可以深入了解异形性的发育机制。
3. 斑马鱼在发育生物学研究中的应用斑马鱼在近年来的发育生物学研究中越来越受到科学家的重视。
与其他模式生物相比,斑马鱼发育时间短、繁殖周期快、生长快,比较适合进行高通量筛选和快速遗传变异研究。
模式生物在生物学研究中的应用生物学研究一直是人类追求的一个重要领域,而模式生物的出现和应用则为生物学研究带来了革命性的变化。
模式生物是指那些在科学研究中被广泛采用的生物物种,它们具有许多优势,可以帮助科学家更好地理解生物学的基本原理和机制。
本文将探讨模式生物在生物学研究中的应用,并分析其在不同领域的重要性。
首先,模式生物在基因研究中发挥着重要的作用。
通过对模式生物的基因进行研究,科学家可以更好地了解基因的功能和相互作用。
例如,果蝇是经典的模式生物之一,它的基因组已经被完全测序。
通过对果蝇基因的研究,科学家们发现了许多与人类疾病相关的基因,这对于研究人类疾病的发生机制具有重要意义。
此外,模式生物的短生命周期和较小的体型也使得基因功能的研究变得更加简便和高效。
其次,模式生物在发育生物学研究中也起到了关键的作用。
发育生物学研究的核心是探究生物体是如何从受精卵发育为成熟个体的。
模式生物的发育过程相对简单,易于观察和研究。
例如,斑马鱼是发育生物学研究中广泛应用的模式生物之一,它的胚胎发育过程非常透明,可以直接观察到细胞分裂和器官形成的过程。
通过对斑马鱼胚胎的研究,科学家们揭示了许多发育生物学的重要原理,如体轴的建立和器官形成的机制。
此外,模式生物对于研究神经科学也具有重要意义。
神经科学是研究神经系统结构和功能的学科,而模式生物的神经系统相对简单,易于观察和实验。
例如,线虫是神经科学研究中常用的模式生物,它的神经系统只有302个神经元,结构相对简单而完整。
通过对线虫神经系统的研究,科学家们揭示了许多神经元的功能和相互联系,对于理解人类大脑的工作机制具有重要意义。
最后,模式生物在药物研发和疾病治疗方面也发挥着重要作用。
模式生物的遗传背景和生理特性与人类相似,因此可以作为药物研发的有效模型。
例如,小鼠是常用的模式生物之一,它的基因组与人类相似度较高,可以用于研究药物的毒性和疗效。
通过对小鼠的研究,科学家们可以评估药物的安全性和有效性,为临床治疗提供重要依据。