诺贝尔生理医学奖果蝇发育的研究

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1、1995诺贝尔生理医学奖果蝇发育的研究生物工程031刘旭制作EdwardB.LewisEricFWieschausChristianeNusslein-Volhard获奖者简介实验具体内容艾德‧路易斯（EdwardB.Lewis）1918年暮春出生在美国宾夕法尼亚州的威尔克斯-巴里，1939年他毕业于明尼苏达州立大学，同年他进入加州理工大学生物系，从此进入了生物界赫赫有名的、以果蝇为研究对象的“摩尔根家族”。1942年他获得博士学位，同时应征入伍在美国空军当气象学家和海洋地理学家，授上校军衔。1946年获加州理工大学教职，1956年获生物学教

2、授，1966年即承袭了生物系“摩尔根教授”的荣誉席位。EricF.Wieschaus1947年6月7日出生于美国的印地安那州1969在UniversityofNotreDame获得理学士学位1974年在耶鲁大学获得哲学博士学位1975-1978年在UniversityofZurich取得博士后学位1981-1987年在普林斯顿大学生物学系任副教授1987年以后任教授ChristianeNüsslein-Volhard1942年10月20日出生于德国Magdeburg1962-1964年在Johann-Wolfgang-Goethe-Univ

3、ersity学习生物学，物理学，和化学1968年毕业于Eberhard-Karls-University生物学系1973年在Tubingen大学取得生物学博士学位1978-1980年是欧洲分子生物学实验室的领头人1985年到现在，领导着Max-Planck-Institut进行生物学方面的研究胚胎发育一直是生物学中重要的研究课题。由受精卵经过多次细胞分裂，形成许多细胞，这些细胞再分化成不同的组织，最后长成为一个完整的个体。有时基因的突变会造成这个复杂的过程不能完美地发生，而产生畸形的个体。早在1915年，CalvinBridges就发现了一个

4、果蝇的突变种，这突变的基因称为「双胸」（bithorax,简写为bx），它的性状为原为第三胸节应长出的平衡棒（haltere,在演化上为退化的后翅）长的有点像属于第二胸节的翅膀。这种将身体一部分构造变为另一相似构造的转变称为「同源异性转变」（homeotictransformation），造成这类转变的基因就称为同源异性基因（homeoticgene）后来又陆续发现一些，例如Antennapedia使触角（antenna）变为腿，proboscipedia使口器的部分转变为腿的构造。这种突变性显示这些基因的功能与身体发育有关。影响发育的多种果

5、蝇突变虽然很早就被发现，但早年科学家的兴趣却集中在这些基因如何遗传（利用突变性状可以追踪这些基因的传递），路易斯开始研究bx这个基因，但却不是为了研究发育，而是因为有些数据显示bx可能是由两个基因组成。他研究了许多bx的突变，发现这些突变可能代表的不是一个基因，而是许多个邻近的基因形成一个复合基因（genecomplex），而且不同的突变影响身体不同部位的发育。他提出的解释认为；这些基因决定果蝇各个体节的发育途径，不同体节有不同的发育途径，若BXC(双胸复合基因）中某一基因发生突变，失去作用，则受它控制的体节，就会走上错误的发育途径，如前述的

6、第二胸节变为第三胸节，长出双翅。1984年瑞士Basel大学的WalterGehring与BillMcGinnis以及美国印地安纳大学的TomKauffman与MatthewScott同时报告发现在几个同源异性基因中均带有一段相似的序列，他们叫做homeobox。在基因产物中homeobox对应于蛋白质中长60胺基酸的一段，具有与DNA结合及活化某些基因表现的功能，显示同源异性基因如预期的，是用来调控其它基因的表现。这两个实验室很快的又发现homeobox不只存在果蝇中，在许多其它生物（低等的如酵母菌、线虫，高等的如鱼、老鼠及人）中也有。这发

7、现显示这些生物虽然形态、复杂程度不同，但在发育的调控机制上都利用带有homeobox的调控基因。很快地，许多带有homeobox的人类及老鼠基因被找出来，也发现他们在发育上扮演了重要的功能。研究发育势必要追溯到胚胎发育的最早期，调控胚胎早期发育的基因若发生突变，因为影响早期发育，后面的步骤无法继续进行，通常就会造成胚胎死亡。魏区豪斯及纽斯兰-渥荷德研究的就是这类基因。1976年，他们两人都还是刚加入新成立不久的欧洲分子生物学实验室（EMBL）的年轻研究员，就携手合作搜寻这类基因的突变。在这之前已有一些突变被发现，但他们两人进行的是大规模、有系

8、统的筛选。由于突变发生机率很低，在果蝇中经致变剂EMS（ethylmethanesulfonate）处理后，任一基因突变的机率约为万分之一至数千分之一，两套基因中只