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四膜蟲(chóng)
分布在淡水中的單細胞真核生物
四膜蟲(chóng)（Tetrahymena）是一種單細胞真核生物，分布在全球的淡水水域中，屬于原生生物門(mén)（Protista）纖毛蟲(chóng)綱（Ciliophora），與一般人所熟知的草履蟲(chóng)（Paramecium）在型態(tài)生理上十分相似。四膜蟲(chóng)外觀(guān)呈橢圓長(cháng)梨狀，體長(cháng)約50微米，全身布滿(mǎn)數百根長(cháng)約4—6微米長(cháng)的纖毛，纖毛排列成數十條縱列，是不同種間纖毛蟲(chóng)分類(lèi)的特征之一。四膜蟲(chóng)身體前端具有口器（oral apparatus），有三組三列的口部纖毛，早期在光學(xué)顯微鏡下觀(guān)察時(shí)看似有四列膜狀構造，因此據以命名。
基本信息
| 中文名 | 四膜蟲(chóng) |
| 拉丁學(xué)名 | Tetrahymena |
| 界 | 動(dòng)物界 |
| 門(mén) | 纖毛蟲(chóng)門(mén) |
| 綱 | 寡膜綱 |
展開(kāi)
簡(jiǎn)介
四膜蟲(chóng)黑白
四膜蟲(chóng)
原生動(dòng)物門(mén)寡膜綱膜口目四膜科四膜蟲(chóng)屬的通稱(chēng)。已知有10余種。體長(cháng)40～60微米，成倒卵形或梨形。口位于腹面前方正中，體表被以縱纖毛帶，口后纖毛帶一般為2條。胞肛和2個(gè)伸縮泡孔均位于細胞后端。無(wú)性生殖為橫分裂。有性生殖為接合生殖。核子核分裂分化產(chǎn)生新的大小核，兩細胞分開(kāi)、分裂。世界性分布，主要產(chǎn)自淡水，也有的生活于咸水或溫泉中。四膜蟲(chóng)能在無(wú)菌的液體培養基中生長(cháng)繁殖，長(cháng)期以來(lái)用它為材料做了大量營(yíng)養生長(cháng)和藥物學(xué)方面的研究，是真核細胞基因工程研究的理想材料。四膜蟲(chóng)（Tetrahymena）是一種營(yíng)自由生活的單細胞真核生物，隸屬于原生動(dòng)物門(mén)中的纖毛亞門(mén)寡毛綱膜口目，廣泛分布于全球各地的淡水環(huán)境中。在過(guò)去的50年中，以四膜蟲(chóng)為實(shí)驗對象在基礎生物學(xué)研究中取得了一系列突破性的成果，如端粒與端粒酶的發(fā)現、獲得諾貝爾獎的核酶發(fā)現和組蛋白翻譯后修飾功能的發(fā)現等。同時(shí)，四膜蟲(chóng)作為第一種實(shí)現細胞同步化的真核生物可以進(jìn)行無(wú)菌純培養，而且生長(cháng)快（2－2.5小時(shí)一代）；比較基因組的研究也顯示嗜熱四膜蟲(chóng)較酵母等模式生物和人類(lèi)具有更高程度的功能保守性；加之四膜蟲(chóng)中已建立了成熟的基因操作技術(shù)。因此，四膜蟲(chóng)是開(kāi)展真核生物基因功能研究的良好模式生物，基因芯片分析平臺的建立將有力推動(dòng)利用四膜蟲(chóng)在基因組水平開(kāi)展真核生物重要代謝通路及基因調控網(wǎng)絡(luò )的研究工作。
生殖方式
四膜蟲(chóng)的生殖方式分為有性生殖和無(wú)性生殖兩種。在外界營(yíng)養成分不足時(shí)，可以引起四膜蟲(chóng)
四膜蟲(chóng)
七種性別
四膜蟲(chóng)交配時(shí)，其后代的性別可能和其父母的性別都不一樣——有7種可能的性別。研究人員發(fā)現了四膜蟲(chóng)中決定其后代性別的復雜DNA特性，并確認了性別形成是隨機的。該結果發(fā)表在3月26日的《科學(xué)公共圖書(shū)館—生物學(xué)》上。
在四膜蟲(chóng)通過(guò)接合產(chǎn)生子代時(shí)，子代的體核在發(fā)育過(guò)程中需要在6種殘缺的基因對中挑出一種，并組裝成完整的基因對，才能使子代呈現對應的交配型。研究者發(fā)現，這一交配型選擇過(guò)程是隨機的——在子代的體核發(fā)育過(guò)程中，上述串聯(lián)的交配型基因序列會(huì )發(fā)生一系列隨機的剪切-連接反應。6種殘缺的基因對中的5種會(huì )隨著(zhù)反應的進(jìn)行被刪掉，而剩下的一對則會(huì )與II型的MTA末端序列以及III型的MTB末端序列組裝，形成具有功能的完整MTA/MTB基因對。
研究人員稱(chēng)，由于交配模式會(huì )幫助四膜蟲(chóng)識別其他不同的性別，這個(gè)發(fā)現會(huì )幫助他們了解包括人類(lèi)細胞在內的其他物種細胞如何識別那些與其自身不同的細胞
自身交配繁殖：
四膜蟲(chóng)
目前，研究人員發(fā)現了四膜蟲(chóng)中決定其后代性別的復雜DNA特性，并確認了性別形成是隨機的。
研究人員將報告發(fā)表在3月26日的《科學(xué)公共圖書(shū)館―生物學(xué)》上。
每一只四膜蟲(chóng)都有其自身性別或交配模式的基因――存在于其常規的細胞核中，同時(shí)也帶有另一個(gè)僅用于繁殖的細胞核。
這種“生殖核”不完全包含7種交配型基因，經(jīng)過(guò)剪切、粘貼的過(guò)程，最終會(huì )留下1個(gè)完整的基因，其他6種會(huì )被淘汰。重新調整過(guò)的DNA成為四膜蟲(chóng)下一代常規細胞核的一部分，并會(huì )決定其交配模式。
研究人員稱(chēng)，由于交配模式會(huì )幫助四膜蟲(chóng)識別其他不同的性別，這個(gè)發(fā)現會(huì )幫助他們了解包括人類(lèi)細胞在內的其他物種細胞如何識別那些與其自身不同的細胞。
科研用途
四膜蟲(chóng)易于在實(shí)驗室里培養，因此四膜蟲(chóng)從早年開(kāi)始即是一種實(shí)驗生物學(xué)上所使用的模式生物(model organism)，用這種生物當作范例與工具，研究各種基礎生物學(xué)的現象。由于可以大量培養四膜蟲(chóng)，所以它適于作為生化純化分析的材料來(lái)源。現代的分子生物技術(shù)與分子遺傳操作法也已經(jīng)成功地使用在四膜蟲(chóng)上，研究人員可以把DNA克隆入四膜蟲(chóng)細胞中，這些DNA可經(jīng)由同源重組互換的方式將染色體上的基因敲除(knock-out)，或在特定的基因座上將基因置入(knock-in)，因此四膜蟲(chóng)也適于借由遺傳工程技術(shù)來(lái)解析基因的功能。近年來(lái)，四膜蟲(chóng)大核的基因體(genome)也已經(jīng)完成定序，所以在進(jìn)入基因體時(shí)代的今日與后基因體時(shí)代，生物學(xué)家仍可以持續以四膜蟲(chóng)為材料進(jìn)行研究。
四膜蟲(chóng)細胞最大的特點(diǎn)是在一個(gè)細胞中有兩種核：小核和大核。具有眾多染色體的四膜蟲(chóng)大核好比一個(gè)豐富的資源庫，為研究遺傳物質(zhì)DNA代謝所需的分子提供了基礎。這也是作為染色體末端的端粒最早在四膜蟲(chóng)中發(fā)現的重要原因。
在過(guò)去50年中，科研人員在以四膜蟲(chóng)為實(shí)驗對象的基礎研究中取得了一系列突破性成果。如20世紀60年代第一個(gè)微管動(dòng)力蛋白的發(fā)現、70年代端粒的發(fā)現、80年代核酶與端粒酶的發(fā)現、90年代組蛋白乙酰化翻譯后修飾功能的發(fā)現成為當下熱點(diǎn)研究表觀(guān)遺傳學(xué)的經(jīng)典文獻之一、大核DNA重整中RNAi機制的存在作為共同發(fā)現者被評為2002年美國Science雜志十大科學(xué)發(fā)現之一
四膜蟲(chóng)
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