发育生物学

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发育生物学是对于生物体生长和发育过程的研究。发育生物学研究基因对细胞生长,分化和形态发生(morphogenesis)的调控,这些过程使生物体形成组织和器官。胚胎学(Embryology)有时被比较明确地规范到生物体单一细胞阶段,到独立个体之间的研究。直到20世纪,胚胎学是一个比较偏重述叙的科学。时至今日,胚胎学或发育生物学处理讨论一个生物体,如何形成个体正确及完整形态的各个步骤。进入21世纪70年代以后,发育生物学的研究主要着重于分子和细胞生物学水平上的胚胎学。

演化发育生物学的相关领域主要在1990年代形成,这是由分子发育生物学演化生物学而来,研究不同物种间发育过程的差异性。经常被使用在发育生物学上的动物模式,有线虫Caenorhabditis elegans)、果蝇Drosophila melanogaster)、斑马鱼Danio rerio)、小鼠Mus musculus)和拟南芥Arabidopsis thaliana,或称阿拉伯芥)。发育生物学的研究结果,可帮助了解染色体异常引起的发育不全,例如唐氏症。

发育的分子机制

在20世纪中,许多与胚胎发育有关的分子都被定义出来。转录因子(transcription factors)是细胞中基因表现的关键调控者。在不同的细胞中,如上皮细胞肌肉细胞神经细胞等,因为转录调控而有不同的蛋白质表现。转录因子受到细胞核外,讯息传递路径(signaling transduction pathway)的影响。讯息传递路径通常包括了'受体(receptor)和它的配体(ligand),并有其他酵素,如蛋白激酶(protein kinases)介入。

模式生物

利用不同的模式生物来进行实验,对于结果会有不同的差异是众所周知的事,因此,要如何选择适当的生物,来进行生物体内研究,也是生物学和生物医学一个重要方向。利用模式生物来发现、确认,可以对于疾病的治疗、防治达到更佳的效果,进而发展更新的药物。

模式生物的选择上,要考虑到生物的多胎性、生命周期长短、生物体型或胚胎大小是否利于观察、品种特异性、能供大部分研究者使用、能运输至国外、能精确控制疾病或病变的再现性。

动物模式可应用于癌症糖尿病高血压或其他疾病研究,近年的动物模式也应用于致癌原环境毒物对人类的影响。

脊椎动物

无脊椎动物

  • 海胆 (Strongylocentrotus purpuratus)
  • 线虫 (Caenorhabditis elegans)
  • 果蝇 (Drosophila melanogaster)

植物

参考文献

外部链接

参见