[SciScape] 第一個植物的基因組

看板Biology (生物學)作者mecurry.時間24年前 (2000/12/17 02:19)推噓0(0推 0噓 0→)

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[Dec 14, 2000]生物: 第一個植物的基因組至今，科學家已解開了酵母菌、線蟲、果蠅、30種細菌和人類的基因組。現在基因組俱樂部又增加了新的一員－－阿拉伯芥（Arabidopsis thaliana）。乍看之下，一個不起眼的小草可能是個奇怪的選擇，但是阿拉伯芥早已是遺傳學家常用的模式生物，他們從它身上學會了對付小麥疾病、使蕃茄成熟和增加油菜產量的方法。現在有了阿拉伯芥的完整「指導手冊」，他們能夠把那些知識應用到許多植物上。生物學家依靠模式生物把不同實驗在同一個物種進行使其結果可作比較。理想的模式生物應該是便宜、容易繁殖生長和生命期短的，如此就能在幾個星期和幾個月內驗收結果。阿拉伯芥因為符合以上條件，所以在八十年代就被垂青。還有一點，阿拉伯芥的基因組是植物界裡最小的。它的基因組被包裹在 5個染色體，包含1.19億個鹼基，大約是人類基因組的30分之一。但是它的定序仍需大費周張，共花去了包括法國、英國、德國、美國和日本等地的實驗室5年的時光。令人驚訝的是其基因組的高度重複性，只有不到一半的基因是唯一的，其餘的皆可在他處找到其攣生基因。這件事發生在如此簡單的植物顯示植物的遺傳和演化遠比科學家原先想像的還複雜。阿拉伯芥基因組一大價值是提供了如何創造一個植物的資訊。它可被視為一個主旋律，其他植物的則是它的變奏曲。所以當科學家瞭解了一個特定的基因如何在這個小草中運作，他們能夠把知識應用到其他植物。因此阿拉伯芥的研究在促進農業改良上卓有佳績。阿拉伯芥基因組的影響還不只如此。植物和動物被認為是演化自16億年前的單細胞，最後這兩個界都登陸並發展成現今擁有複雜的身體。阿拉伯芥的基因組和動物的作比較可以瞭解這個演化的大分水岭是如何形成的。雖然有一些動物基因無法在植物中找著，但是阿拉伯芥中的一些基因卻和動物的相似，因此可以用來解釋它們在人體中的功用。例如人類的一種遺傳疾病Wilson's disease，病人在身體裡會累積銅而導致腦損傷，突變而造成此結果的基因功能仍不明。但在阿拉伯芥的一個相似的基因產物是負責接受激素的，這開啟了科學家對抗該病的一條新路。在1777年，英國植物學家William Curtis把阿拉伯芥形容成一種一無是處的植物，他作夢也無法想到這個小不點現在竟可以被稱為植物界裡最有意思的一員大將。原始論文： 1. Arabidopsis Genome Initiative. Analysis of the genome sequence of the flowering plant Arabidopsis thaliana. Nature 408, 796-815 (2000). 2. Theologis, A. et al. Sequence and analysis of chromosome 1 of the plant Arabidopsis thaliana. Nature 408, 816-20 (2000). 3. Salanoubat, M. et al. Sequence and analysis of chromosome 3 of the plant Arabidopsis thaliana. Nature 408, 820-22 (2000). 4. Tabata, S. et al. Sequence and analysis of chromosome 5 of the plant Arabidopsis thaliana. Nature 408, 823-26 (2000). --譯自: 1. Nature science update (12/14/00) -- lifelines : First plant genome sequenced -- ※ Origin: 台東女中 <bbs.ttgsh.ttct.edu.tw> ◆ From: h133.s221.ts32.hinet.net