1 模式生物的研究历史
早期的生命科学研究，人们总是用一些常见的生物作为材料，所用生物就是研究的目的，并没有模式生物的概念。随着科学的发展，有关生命的知识越来越多，急需将这些凌乱的知识有系统的进行整理，全面的理解生命的整体过程。但同时，人们的精力是有限的，不可能将所有的生物均一一研究，这是一些有代表性的生物就被选择出来进行研究，这是模式生物出现的原动力。同时在医学领域中，因为伦理问题，一些试验不可能用人来作为试验材料，而不得不寻找可靠的替代物，这是模式生物出现的另一个推动力。

1.1拟南芥的研究历史
拟南芥（Arabidopsis thaliana）与白菜、油菜、甘蓝等经济作物一样属于十字花科，其本身没有明显的经济价值。历史上对拟南芥的烟酒刻意追溯到16世纪，在1943年Laibach详细阐述了拟南芥作为模式生物的优势，并促成了1965年在德国召开的一届国际拟南芥会议。但真正作为模式生物进行研究还是近20年的事。1986年，Meyerowitz实验室首次报道了对拟南芥一个基因的克隆（Chang C， 1986)，1988年发表了拟南芥基因组的首个RFLP图谱，在此之后的几年中，相继报道了T－DNA插入突变基因的克隆、基于基因图谱的基因克隆等。并在2000年完成了基因组全序列的测序工作（The Arabidopsis Genome Initiative. 2000），成为第一个被完整测序的植物。

1.2秀丽线虫的研究历史
秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）在当今的生命科学研究中起着举足轻重的作用。20世纪60年代，Brenner在确立了分子遗传学的中心法则以后，为探索个体及神经发育的遗传机制，而最终选择了秀丽线虫这一比果蝇更简单的生物。并在1974年在Genetics上发表文章，在这篇文章中详细描述了秀丽线虫的突变体筛选、基因定位等遗传操作方法（Brenner S. 1974）。为秀丽线虫作为模式生物进行个体发育的遗传研究奠定了基础。

1.3果蝇的研究历史
黑腹果蝇（Drosophila melanogaster）属于昆虫纲的双翅目，20世纪初Morgan选择黑腹果蝇作为研究对象，建立了遗传的染色体理论，奠定了经典遗传学的基础并开创利用果蝇作为模式生物的先河。20世纪80年代以后针对果蝇的基因组操作取得重大进展，并发展出一系列的有效技术。2000年，果蝇的全基因组测序基本完成，全基因组约165Mb（Wan Y Q， 2006）。

1.4斑马鱼的研究进展
斑马鱼（Danio rerio）是属于辐鳍亚纲鲤科短担尼鱼属的一种硬骨鱼。20世纪70年代美国遗传学家George Streisinger注意到斑马鱼的优点，并开始研究其养殖方法、胚胎发育等，并发展一些相关的遗传学技术。并在Nature上发表了关于斑马鱼体外受精、单倍体诱导技术相关的论文（Streisinger G， 1981）。到20世纪90年代初，德国发育生物学家Christine Nusslein－Volhard以及美国哈佛大学的Wolfgang Driever博士的研究组同时开始对斑马鱼进行大规模化学诱变研究（Driever W， 1996）。

1.5小鼠的研究历史
小鼠属于哺育纲啮齿母鼠科小鼠属，目前在生物医学研究领域广泛使用的是小家鼠（mus musculus）。1902年哈佛大学的Castle在孟德尔遗传学研究的影响下开始小鼠的遗传学研究，并对小鼠的遗传和基因变化进行了系统的分析。1982年首次报道了携带有外源基因的转基因鼠，1998年在克隆羊Dolly羊出生后1年，克隆小鼠在夏威夷诞生，2002年小鼠基因组全序列测序完成，从2005年开始，大规模的基因删除研究开始在美国、欧盟和加拿大实施（Lin Z Y， 2006)。

2 模式生物的研究优势
在所有的模式生物中，虽然在分类上差别很大，但也有着一些共同的特点。首先，这些生物都有着较强的适应性，饲养简易，繁殖力较强，易于获得大量的试验材料。其次，这些生物环境和人的身体健康都没有较大的危害，不至于在试验中对实验人员和生态环境造成破坏。

2.1 秀丽线虫的特殊优势
在自然条件下，秀丽线虫是雌雄通体的，一生可以产生约300粒受精卵，可以快速大量繁殖。同时在自然条件或诱导下，可以产生雄性个体来进行杂交实验，这一特征使得秀丽线虫在遗传学研究方面有着无可比拟的优势。另外，在秀丽线虫的全部1090个细胞中，有131个细胞以一种不变的方式，在固定的发育时间和固定位置消失。秀丽线虫数目一定的细胞个数以及固定的细胞凋亡，是决定秀丽线虫在研究细胞凋亡方面地位的主要原因（Qin F S， 2006)。

2.2 果蝇的特殊优势
果蝇作为模式生物研究的优势，主要表现在生物学和技术两个方面。在生物学方面，长期的研究积累了很多关于果蝇的知识和信息，制备了大量的分布于数以千计的基因中的突变体。果蝇还有很多携带便于遗传操作的表形标记、分子标记或其它标记的特征染色体，这些工具使得进行大规模基因组筛选分离一系列可见或致死表型，甚至可以分离那些只在突变个体的第二或第三代才表现的表型。在技术上，在果蝇研究过程中发展的一些有效技术，现在还是只能应用于果蝇，如：增强子陷阱技术、定点同源重组技术、双组分异位基因表达系统、嵌合体分析技术及基因定点敲除技术等（Adams M D， 2002)。

2.3 斑马鱼的特殊优势
斑马鱼能够成为模式生物，也有这它本身独特的优势。在生物学上，斑马鱼体外受精，胚胎在体外发育并且透明，易于观察和操作，受精卵直径约1mm，便于进行显微注射和细胞移植。在技术上，斑马鱼可以像线虫和果蝇一样，进行细胞标记和细胞谱系跟踪，也可以像爪蟾一样进行胚胎的细胞移植。在基因水平，已经发展了转基因技术、基因过量表达技术、随即及靶基因定向诱变等（Sun Z H， 2006)。

2.4 小鼠的独特优势
小鼠是哺乳动物，与人的亲缘关系比较近，这是小鼠作为医学研究模式生物的首要优势。同时小鼠在交配时形成阴栓，可以很好的判断交配时间，对研究中判断发育时间十分重要。在技术上，长期的实验研究，培养了大批的实验人员，建立了广泛地实验体系，如基因陷阱、化学诱变、基因定向突变等（Lin Z Y， 2006)。

3 模式生物的主要研究领域
3.1 拟南芥的主要研究领域
3.1.1在发育生物学方面的研究
在植物形态建成的研究中，拟南芥的主要成绩表现在花发育的ABC模式上，A、B、C分别指的是控制不同花器官发育的三类基因（Bowmen J L， 1991)。这三类基因的表达产物大体按照它们各自决定的花器官位置，分布于相应的区域，当其中某个基因发生突变后，它所控制的区域则会发育出其他类型的花器官。同时在植物根、茎、叶、胚胎和种子的发育上，也进行了深入的研究。

3.1.2在分子生物学方面的研究
miRNA是拟南芥研究中近几年最值得注意的热点之一。成熟的miRNA是仅含有19－23个碱基的核苷酸，可以通过碱基配对与一些基因的mRNA结合，在一些酶的共同作用下破坏与之结合的mRNA或干扰mRNA的翻译（Bartel D P. 2004）。在拟南芥中，参与加工miRNA初始转录本的除了SCL1和HYL1之外，还有一个必需蛋白SERRATE（SE）。在miRNA的生物合成过程中还有一个重要的蛋白HEN1（Park W， 2002)。这两项研究为完整认识高等生物中的miRNA生物合成过程提供了有价值的信息。

3.2 线虫的主要研究领域
3.2.1细胞生物学方面
秀丽隐杆线虫的一生中，12％的细胞通过细胞凋亡的形式而消失，其中的80％发生在胚胎的发育阶段。现在通过突变个体的研究，已经证明凋亡基因通过遗传组成一条线性的调控途径以控制细胞凋亡（Horvitz H R. 2002）。通过构建这些基因之间的双缺失突变体或进行转基因分析，发现它们组成的遗传调控途径为：egl－1→ced－9→ced－4→ced－3，其中ced－9和ced－3的基因产物分别对应于哺乳动物的凋亡抑制因子Bcl－2和执行凋亡的一类酶——caspase。

3.2.2 RNAi及其作用机制
RNAi及其遗传机制的发现是秀丽线虫对当代生命科学发展的又一重大贡献。RNAi的现象发现始于三十年前，当时人们发现反义RNA可以抑制内源性mRNA的翻译（Fire A， 1998）。RNAi及miRNA的发现为疾病治疗提供了潜在地新手段。

3.3 果蝇的主要研究领域
3.3.1在生物学方面的研究
果蝇作为遗传学研究的经典模式生物，早期主要用于阐明真核生物遗传学的基本原理与概念。20世纪70年代以后，果蝇广泛应用于发育生物学的研究，如胚胎发育（Nusslein-Volhard C， 1980）、各种器官的形成（Lengyel J A， 2002）、神经系统的发育和高级神经活动与行为机制等（Guo J Z， 2005）。

3.3.2果蝇在人类疾病方面的研究
在利用果蝇模型研究的人类疾病中，目前研究较多的是神经退行性疾病，包括帕金森病（Feany M S， 2000）、阿尔兹海默病（Ye Y H， 1999）、多聚谷胺酰胺病（Steffan J S， 2004）以及脆弱X综合症（Zhang Y Q， 2001）等。此外，果蝇还可作为肿瘤、心血管疾病、线粒体病等的研究模型。

3.4 斑马鱼的主要研究领域
3.4.1在生物学方面的研究
生命周期涉及胚胎的发育、生长、生理和心理平衡的维持以及生殖细胞的产生、衰老、死亡，每个过程都非常复杂，即受基因调控，也受到外界因素影响。利用斑马鱼开展的胚胎发育研究主要包括母体启动的因子对启动胚胎发育的影响、体轴的形成机制、胚层的诱导与分化、胚胎中细胞的运动机制、神经系统的发育、器官的形成、左右不对称发育、原始生殖细胞的起源和迁移等（Wilson S M， 2004）。

3.4.2在人类疾病方面的应用
斑马鱼属于脊椎动物，其生长发育过程、组织系统结构与人有很高的相似性，两者在基因和蛋白质的结构和功能上也变现出高度的保守性因此斑马鱼也是研究人类疾病发生机理的优良模式生物。现在已经鉴定出一些班玛鱼的突变体，其表形类属于人类疾病。如sau突变体类似于人ALAS－2基因突变引起的先天性铁粒幼红细胞性贫血症，yqu突变体与人的红细胞卟啉症类似，gridlock突变体类似于人类的先天性动脉血管收缩症，等（Sun Z H， 2006）。

3.5小鼠的主要研究领域
小鼠作为哺乳动物中的唯一模式生物，在人的生理病理研究中担负在重要角色。根据经典遗传学，现在正在建立100多种的重组近交系（Cox R D， 2003），通过对这些近交系与亲本近交系在生理生化表形以及基因型的连锁比较，我们有望对一些复杂性状的调控做深入的遗传分析从而发现复杂疾病的发病机制。同时通过开展大规模的基因删除研究，建立删除基因小鼠品系，分析基因的功能，也是现在小鼠研究的热点。(参考资料：BioMSN )

延伸阅读:

• 模式生物与发育生物学-童话般的科学故事 (0)
• 模式生物-果蝇：生命科学的功臣 (0)
• 模式生物-果蝇简介 (2)
• 模式生物-果蝇对基因组研究的贡献概述 (3)
• 模式生物-果蝇传奇-生命世界(下) (1)

(一)斑马鱼在生命科学研究中的应用
刘昌盛，穆 宇，杜久林*（中国科学院上海生命科学研究院神经科学研究所，上海200031）

摘要：利用模式生物进行研究是推动生命科学发展的主要手段之一。斑马鱼已成为继小鼠之后的又一个重要的模式脊椎动物。本文将重点介绍斑马鱼在学习记忆和疾病研究领域中的应用，以及我国推动斑马鱼相关研究的策略。
关键词：斑马鱼；学习记忆；疾病

Application of the zebrafish in the research of life sciences
LIU Changsheng, MU Yu, DU Jiulin*(Institute of Neuroscience, Shanghai Instititutes for Biological Sciences,
Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200031, China)

Abstract: Using model organisms is a major approach in life science research. The zebrafish has been currently an important vertebrate animal model. In the present review, we will focus on the application of the zebrafish in studies of learning/memory and diseases.
Key words: zebrafish; learning and memory; disease

模式生物在生命科学研究中的应用已有百年历史，具有不可替代的作用。大多数生命过程在长期的进化过程中具有高度的保守性，模式生物也因此成为研究人类发育、系统功能、疾病发生等的重要工具。例如，模式生物与人类的胚胎发育有许多相似之处，特别是脊椎动物和人类的胚胎发育过程在形态上相当类似，在细胞和分子水平上所涉及的信号通路和基因一般也有高度的同源性。斑马鱼作为一种新型的脊椎模式生物，具有繁殖能力强、体外受精和发育、胚胎透明、性成熟周期短、个体小易养殖等诸多优点，特别是可以进行大规模的正向基因饱和突变与筛选。这些特点使其成为功能基因组时代生命科学研究中重要的模型生物之一。由于已有文章详细地描述了斑马鱼的特点以及在发育等研究领域中的应用[1]，本文则侧重介绍斑马鱼在学习记忆和疾病研究中的应用。   PDF下载

(二)生命科学与人类疾病研究的重要模型–果蝇
万永奇, 谢 维*（东南大学遗传学研究中心，教育部发育与疾病相关基因重点实验室，南京210009）

摘要：黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)是生物学研究中最重要的模式生物之一，它在遗传的染色体理论建立中起到非常重要的作用。由于果蝇自身独特的优势，20 世纪70 年代以来，它又在发育生物学、神经科学、人类疾病研究等领域得到广泛应用，作出许多新的重要贡献。果蝇在神经退行性疾病研究中是非常有用的模型。可以预期，随着研究手段的丰富及科学的发展，果蝇将作为一种理想的模式生物在生物医学中发挥更大的作用。

关键词：模式生物; 果蝇; 基因组; 基因功能; 疾病模型
 
Drosophila: an important model organism for understanding basic biological and human disease mechanisms
WAN Yong-Qi, XIE Wei* (Genetics Research Center, Southeast University, Key Laboratory of Developmental Genes and Human Disease,Ministry of Education, Nanjing 210009, China)

Abstract: As one of the most classical model organisms, Drosophila melanogaster has been instrumental for
the establishment of the chromosome theory of genetics. After 1970s, investigators take the unique advantages of Drosophila to make many new finds in developmental biology, neuroscience and human disease research. Drosophila is a very powerful model for neurodegenerative diseases. It may be anticipated that Drosophila will continue to be an ideal model organism and help us to understand the basic biological and human disease mechanisms greatly in the future.

Key words: model organism; Drosophila melanogaster; genome; function of gene; model for disease

黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)是生物学研究中最重要的模式生物之一，20世纪初，Morgan选择黑腹果蝇作为研究对象，通过简单的杂交及子代表型计数的方法，建立了遗传的染色体理论，奠定经典遗传学的基础并开创利用果蝇作为模式生物的先河[1]。1927 年，Morgan 的学生 Muller 发现放射线可以导致遗传损伤和突变，从而可以进行人工诱变。20 世纪 30 年代，Painter 和 Bridges 发表了果蝇的多线染色体图，为基因组的物理图谱奠定基础。Lewis、Nusslein-Volhard 与 Wiesschaus 由于在胚胎早期发育遗传机制的重大发现而获得了1995年的诺贝尔医学或生理学奖[2]。这些成就也反映了模式生物果蝇在生命科学研究中的重要地位(表 1)。利用果蝇进行遗传学研究的历史悠久，对其染色体组成和表型、基因编码和定位的认识，都是其他生物无法比拟的。20 世纪 80 年代以来，针对果蝇的基因组操作取得了重大进展，在果蝇中发展出一系列有效技术，许多这样的技术如今已应用到其他后生动物，但有些技术仍然只能应用于果蝇,如增强子陷阱技术、定点同源重组技术、双组分异位基因表达系统、嵌合体分析技术及果蝇中基因定点敲除技术等。这些技术大大丰富了利用果蝇为模型的研究手段。基于清晰的遗传背景和便捷的遗传操作，果蝇在发育生物学、生物化学、分子生物学等领域都占据了不可替代的位置，在神经科学领域也得到越来越广泛的应用，总之，近一个世纪以来，果蝇在生物学舞台上占有举足轻重的地位，是一种理想的模式生物，不论是在过去、现在还是将来，它为人类探索生命真谛做出的贡献都是不可磨灭的。  PDF下载

延伸阅读:

• 模式生物-果蝇：生命科学的功臣 (0)
• 模式生物-果蝇对基因组研究的贡献概述 (3)
• 丁照棣-深入生命科学-从果蝇的研究历史及未来展望谈起 (0)
• 美国遗传学家:托马斯·亨特·摩尔根生平简介 (0)
• 生命科学研究中常见模式生物简介 (3)

深入生命科学──从果蝇的研究历史及未来展望谈起
作者： 丁照棣（演讲人） 清华大学生命科学系  
张志玲（文字整理） 《科学发展》特约文字编辑

二十一世纪的人类，相当热衷于生命科学研究。提到生命科学，又让人想起果蝇，别瞧它个头小，生命短暂，却是非常受欢迎的实验材料。有时候，研究人员把它变得奇形怪状的，然后惊喜地向世人宣布最新的研究成果，这时，刚完成使命的小果蝇已走向生命终点，所以果蝇在科学家心中是美丽的、可爱的，是会发光发亮的。

全素食昆虫

果蝇又称小果蝇（Drosophilidae 科，Drosophila 属），英文全名 fruit fly。它和危害农作物的果实蝇（Trypetidae 科，Bactocera 属）不同，果实蝇危害瓜果类果实非常严重，是农业技术上的一大隐忧。有时候人们只用一个英文单字fly称呼果蝇，因为苍蝇的英文字也是fly，所以很多书上把果蝇翻译成苍蝇（Muscidae 科，常见的是 Musca domestica），这种张冠李戴的错误，常让喜欢果蝇的科学家觉得浑身不舒服。

幸好果蝇的属名 Drosophila 就清楚多了。希腊文中 droso 是露水的意思，phila是喜欢的意思，人们一听便知，果蝇是喜欢潮湿环境的。一般到山林里采集果蝇时，可在水边较湿润的地方找到它，而它所吃的食物，也都是些腐败的蔬菜水果，很显然地，它是一种健康的全素食昆虫。

经济实惠的实验材料

在遗传研究中，果蝇与科学实验室结下了深厚缘分。科学家要发表研究成果时，必须提出科学证据或实验报告，但做实验需要庞大经费，到底该去哪儿找钱呢？所以，科学家不只要做研究，还要争取经费，更要寻找经济成本较低的实验材料。正因如此，优点很多，无须和其他实验生物一起集中照顾，饲养起来既经济又方便的果蝇，一百多年来都被科学家养在实验室里，随时听候差遣。

果蝇属双翅目（Diptera）昆虫，居住空间不大，只需要一个小小封闭的瓶子，里面放些水果残渣，它就很高兴地搬进来住，如果雌果蝇来了，就会在里面繁殖下一代。一般研究人员多以实验室里的玉米粉基本培养基喂养它们。果蝇的生活史很短，大概两个礼拜到一个月完成一个世代。一旦成虫交尾产下卵以后，从卵发育到幼虫需要一天时间，这些幼虫会像我们过年时更换新衣一样，在摄氏22 ~ 25 度的温度中，约一个礼拜时间，历经三次不同龄期的蜕皮，然后化成蛹，再约一个礼拜即羽化成虫。

做科学实验，有时候需要很多的观察数据，果蝇除了容易饲养、费用便宜、生活史短、污染很低等好处外，还有一个优点──若有充分营养，一次可产下上百只，甚至上千只后代。这些优点非常适合拿来做遗传上的研究。

孟德尔与豌豆实验

如今果蝇已是生命科学研究的重要实验材料，但它是如何做到的呢？在此之前，必须先从孟德尔（Gregor Johann Mendel, 1822-1884）和他的豌豆实验说起。

后人尊称孟德尔为遗传学之父，主要是因为他的豌豆实验使世人对遗传学有了一些概念，并促成现代遗传学的发展。他是十九世纪的一位神职人员，住在圣僧会修道院内，有名的豌豆实验就在教堂的庭院里进行的。他把豌豆顏色、豆荚形状、植株高矮……等七种不同性状的豌豆种在地下，然后观察这些植物的外形变化。

当高茎豌豆与矮茎豌豆杂交后，第一子代长出来的全是高茎豌豆，矮茎性状完全不见了；之后他又试著让第一子代高茎豌豆交配，结果矮茎豌豆又出现了。经他仔细计算后发现，高茎与矮茎性状在第二子代出现的比例接近3：1。由於第一子代豌豆全是高茎的，他就把高茎性状称为显性，把矮茎性状称为隐性，这是遗传学上称呼显隐性的开始。

只不过，这项实验结果似乎与当时的主流学说不太一样。当时的主流学说仅从生命的外形观察，他们认为，从上一代遗传到下一代的性状是一种混合形式；就好像人们见到刚出生的婴儿，会说他一半像爸爸一半像妈妈一样。但孟德尔所做的一系列一个性状的实验，却都符合同样的特征。于是他在一八六五年奥地利布隆市召开的「自然科学会」中向世人发表豌豆实验论文，之后，更据以提出遗传学的两大定律。

遗传学邂逅生物学

孟德尔遗传学第一定律，亦即生物遗传学的「分离定律」认为：每一个细胞都有控制性状的因子（现在称为基因），这些因子在细胞中是成对的，一旦受精时，精子、卵子各带一个因子，会结合成一对新的因子；这些成对的因子，虽然亦有显隐性之分，但当显隐性因子一起存在时，并不会发生混杂现象，而且能保持各自的独立性。他的遗传学第二定律，亦即生物遗传学上的「自由组合定律」认为：精子、卵子受精时，所有的性状因子都会前来参加，这些因子会自由地组合。

可惜当时的人们对於遗传学无啥了解，且在孟德尔论文中看到的大多是实验数据，较少看到相关的理论，以至於对他的论文并未给予应有的注意，大家反而去研究很多与数量有关的性状，譬如身高、体重……之类的议题。

说到这里，必须将时间回溯至十七世纪的微生物学先驱，荷兰籍科学家列文虎克（Robert Hook,
1635-1703）。那时的人已知道细胞是构成生物体的最小单位，列文虎克则是第一个在显微镜底下观察细胞的人，在他之后，很多研究细胞学或细胞遗传学的人开始积极地在显微镜底下观察细胞。如果刚巧看见细胞正在分裂或增长，就可看到染色体；这些物质在细胞分裂时先从一份复製成两份，再均匀地分配到两个子细胞里，这种分裂模式与孟德尔两大定律的模式类似。

在孟德尔发现遗传定律的同时，与他同一期的细胞生物学者对於细胞分裂情形已观察得很仔细，只可惜他的遗传学说仍旧沉寂了好长一段时间，直到一九○○年春天，荷兰的德弗里斯（Hugo
de Vries, 1848-1935）、德国的柯伦斯（Carl Erich Correns, 1864-1933）、奥地利的丘歇马克（Erich
Tschermak von Seysenegg, 1871-1962）分别重复验证豌豆实验后，大家才知道，原来遗传学定律的模式在很多生物里面都普遍存在。

染色体假说出现

二十世纪初，美国一位年轻科学家萨顿（Walter S. Sutton, 1877-1916）把一些与遗传有关的旧理论拾掇起来。他根据豌豆实验和其他遗传实验，把所有的事情串起来并开始思考：细胞分裂时其型态会改变，但在细胞复制时，却有一些物质能够均匀地分配到子细胞里面，这些物质，是不是和遗传有关系呢？

他又想到，上一代的性状会遗传给下一代，而且，下一代从上一代接收到的特殊物质，也不过是卵子与精子两个细胞而已，这麼说，控制遗传性状的因子应该在生殖细胞里面喽。一九○三年，萨顿郑重地对外宣布他的染色体假说：在细胞分裂中看到的表现物质，是控制性状的遗传因子，应该在染色体上面。

事实上，二十世纪初的科学家已经意识到，染色体在细胞分裂时的行为，应与孟德尔的遗传因子在世代间传递的原则有些相似，他们也感觉到，染色体与遗传之间应该有某种关係。

果蝇雀屏中选

同一时期，仍有很多人以植物为材料，不断地重复孟德尔的研究，但也有人投入动物学的一系列研究。那时候，一位美国科学家摩尔根（Thomas H. Morgan, 1866-1945）想要挑选一种适合的代表性生物做实验，他曾考虑蚯蚓或海洋生物，而且，一开始并未针对孟德尔的遗传学做研究，后来一位朋友向他推荐果蝇，从此，经由摩尔根实验室的研究，果蝇在科学界的知名度愈来愈高。

孟德尔所做的豌豆研究，只进行杂交配种实验，即长出不同外形的豌豆。但从野外採集回来的果蝇却不行，它们的状况就像人类的某些遗传疾病或性状一样，光从外形上根本看不出来，必须带回实验室里饲养后，才能发现在它们身上的某些突变或一些自然存在的变异。后来，科学家果真在果蝇实验中发现了遗传上的变异。

染色体假说变学说

有些昆虫要辨别性别相当不容易，果蝇的性别却很容易辨认。以最常见的黄果蝇为例，雄性果蝇个头稍小，尾部末端较黑；雌性果蝇个头较大，尾部呈条纹状，所以从腹部斑纹或外部生殖器即可确认性别。若发现果蝇有遗传上的变异或型态上的差异时，就可用它做遗传上的研究；倘若能够分辨果蝇的品系，也可用来做遗传上的实验。

有一天，摩尔根发现瓶子里有一隻白眼果蝇（正常果蝇是红眼），他很兴奋，将它分离出来，让它和一隻正常的雌果蝇交配，结果交配后产下的第一子代全都是红眼的；这与孟德尔的豌豆实验，第一子代全都是高茎豌豆一样。之后，再让第一子代交配，果然，第二子代有红眼的也有白眼的，而且，红白比例正如孟德尔定律所言，接近3：1。这件事重复验证了孟德尔的豌豆实验。

之后，摩尔根又另外做了一个新实验，他让白眼果蝇与红眼纯果蝇交配。在豌豆实验中，雌雄问题并未被注意到，孟德尔只做交配实验而已，而新实验所產生出来的第一子代，竟然有红眼的也有白眼的，这是怎麼回事呢？摩尔根仔细地思考，难道与性别有关係吗？於是，他将性别放进去考虑，竟然发现，白眼果蝇大部分发生在雄性身上。

从染色体的角度看，雌果蝇有两个Ｘ染色体，雄果蝇有一个Ｘ染色体和一个Ｙ染色体。当时已经知道，细胞里面有一对染色体的行为是和性别有关的，摩尔根想到萨顿的染色体假说：控制性状的遗传因子应该在染色体上面。而他自己的实验也清楚地证明，有一个性状与性别有关。那麼，染色体上跟性别有关係的，不就是这一对不一样的染色体吗？摩尔根实验证实了萨顿的染色体假说，后来也因为「遗传染色体学说」而获得一九三三年诺贝尔生理／医学奖。从此他不断地以果蝇做遗传研究，直到寿命终止。

摩尔根有三位优秀的学生，布里吉斯（Calvin B. Bridges, 1889-1938）、史德特文（Alfred H. Sturtevant,
1891-1970）与模勒（Hermann J. Muller, 1890-1967）。我们现在使用的染色体图谱就是布里吉斯决定下来的，而他也是把基因与染色体之间的关係连接起来的人；史德特文和实验室里的人一起辨认基因在染色体中的关係，而且知道，基因在染色体中是呈线性排列的；模勒是三位学生中最出名的一位，除跟随摩尔根外，之后他也建立了一个实验室，又因为发现Ｘ射线可以引起生物变异的学说，获得一九四六年诺贝尔生理／医学奖。

以果蝇做行为研究

二十世纪七○年代，大家都忙著拿果蝇做遗传研究，突然有一位叫班赛（Seymour Benzer,1921-）的科学家提出一个怪想法，他想拿果蝇做行为研究。多夸张啊，行为又不是百分之百由遗传性状控制，小小的果蝇，除了会飞、会吃、会生蛋外，还会什麼呀？那次的宣布在生物界引起很大震撼，大家抱著看笑话的心态，认为他一定不会成功。有一本获得普利斯文学奖的书，书名是《时间、爱情与记忆》（Time, Love and Memory, 1999），主要就在描写班赛做行为实验的心路历程和他的后续研究。

在科学研究上，如果你有一个很好的议题，接下来，如何设定、如何做研究也很重要。而班赛设计的实验计画就非常聪明，他从研究果蝇的白天和晚上活动开始，因为除了夜行性动物外，大部分生物是白天活动、晚上睡觉的，而且都有一个固定的活动与休息周期，果蝇是不是也一样呢？为此，他设计了一个观察与记录果蝇活动的机制，也为了看更多的变异情形，他还用化学药剂或Ｘ光去照射果蝇，结果真的照出一些状况来。

凡是正常的生物都有一个生物时钟──即使没有光线，也有一个活动与休息的正常周期，班赛的实验证明，这个周期是由基因所控制的。其实，人类也一样，我们的生物时鐘有很大部分由是基因控制，这个时鐘可透过光线照射的方式调整，例如从亚洲到欧洲旅行时会出现时差问题，但是只要到室外晒晒太阳，接受一下光线刺激，即可依个人体质，慢慢地把身体里的生物时鐘调整到和当地的昼夜周期一致。

发现限制酶与跳跃基因

二十世纪三○年代，专门做玉米研究的女科学家麦克林陶克（Barbara McClintock, 1902-1992；一九八三年诺贝尔生理／医学奖得主）发现了跳跃基因。她以玉米为材料，进行著和孟德尔、摩尔根一样的遗传实验，但却发现一个令人无法了解的问题：「好像有一个基因在染色体上面跳来跳去，没有固定的位置。」那时的科学界好不容易才对遗传学有些了解，怎麼又突然多出个跳跃基因呢？这个发现和孟德尔的论文一样，长期得不到人们的重视。

紧接著在一九五三年，华生（James D. Watson）和克立克（Francis H.C. Crick）发现 DNA双股螺旋结构模型，科学界开始热衷於分子生物学的研究。一九七○年，大家又发现一个重要酵素──限制酶（restriction enzymes，另称分子剪刀），这种酵素能把 DNA 裁剪开来，可用在基因重组技术上。所谓基因重组，就是把两个不相干的DNA分子放在一起，重新组成一个新的DNA。由於各个实验室对基因研究的热衷，人们在不同的动物实验中发现，确实有一类基因带有跳跃性质。一九八三年，麦克林陶克因为发现跳跃基因而获得诺贝尔奖。

跳跃基因与基因转殖

传统上，研究人员用果蝇做实验时，会拿两个不同的体系，如红眼与白眼果蝇，进行交配、產子，只是如此產下的后代往往有些问题，当中常有些果蝇会发生突变。后来大家才知道，以两个不同品系交配时就会產生这种现象，主因在果蝇的一条染色体上，有一段称为跳跃子（transposable P element）的基因序列，此序列两端又各有一小段特定序列，这些特定序列在跳跃子 DNA 插入染色体时会產生一些影响，而且，这些跳跃子 DNA 还会製造蛋白质（限致酶）帮助它的跳跃动作。

当跳跃子跳到其他位置时，会在可能发生的状况中挑选一种方式表现。例如，它可能先把自己复製一部分，再跳出去，因为复製程度的不同，所留下的物质亦不同；因为留下的物质不同，染色体可能出现的情况就不同。而且，在插入染色体的时候，没有固定落点，只是锁定一个范围，咚，直接跳进去！如此一来，有可能在插入染色体时促成了基因的变化，致使生物体发生突变，如此好玩有趣的现象，激起了生物学家的高昂兴致，他们兴奋地计划著，若能把跳跃子应用在基因转殖研究上，岂不妙哉！

所谓基因转殖，简单说，就是把我们想要的基因，在适当时间内，放进预先设定好的染色体位置，并希望出现的结果是我们所期待的突变现象。由於在传统遗传实验中已证实，果蝇身上带有跳跃子，於是，生物学家开始拿果蝇做基因转殖的各种研究。他们的想法是，透过对基因转殖果蝇的研究，或许能了解一些与人类的遗传疾病或与癌症发生有关的问题，他们甚至想到，若把人类的基因送到果蝇里面去，或许可了解更多与人类有关的问题。

果蝇忙不完了

除了基因转殖实验这类伟大复杂的研究工作外，实验室里以果蝇做研究的项目也愈来愈多。例如筛选药物的工作，虽然目前在科学界尚未出现与这类工作有关的重大议题，但它的确是一项重要工作。如果能请果蝇帮忙做药物筛选的工作，或是疾病方面的研究，都是果蝇可以在科学上被用来做实验材料的发展方向。     资料来源：《科学发展》2004年4月

延伸阅读:

• 模式生物-果蝇：生命科学的功臣 (0)
• 模式生物-果蝇对基因组研究的贡献概述 (3)
• 两篇关于模式生物的综述文章：斑马鱼和果蝇 (0)
• 美国遗传学家:托马斯·亨特·摩尔根生平简介 (0)
• 生命科学研究中常见模式生物简介 (3)

生命科学的功臣——果蝇(Drosophila)
北京师范大学 生命科学学院 李锂

关键字：果蝇 遗传学 实验材料 新进展

摘 要：果蝇被科学家们称为上帝的礼物，它是遗传学上的重要的实验材料同时也是重要的实验模型。果蝇与人类在身体发育、神经退化、肿瘤形成等的调控机制，都有非常多相通处，许多人类的基因在果蝇身上也有，甚至功能可以互通。因此，科学家们希望能够通过对果蝇的研究揭开人类生命得奥秘，更好地生活！

正 文：从二十世纪七十年代开始，果蝇越来越受到科学家们的关注和青睐，到了今天，人们很难说出哪个生物学领域不曾感受过果蝇影响。生物学家们在很多领域都在应用果蝇进行生命科学的探索和研究，果蝇已经成为并将继续作为生命科学各个领域中应用最广泛的研究材料之一。我们不能想象，如果没有果蝇，生命科学特别是遗传学会是怎样一个现状又将怎样发展，因此，我们可以毫不迟疑的称果蝇是生命科学的功臣！

果蝇在生命科学领域的研究价值主要存在于两个方面：一方面是果蝇本身作为被研究对象供人们研究；另一方面是果蝇作为一种实验材料被应用于生命科学研究的各个领域，特别在遗传学研究上，白眼果蝇的研究具有里程碑似的非凡意义。这里，我们仅对果蝇及对其最新研究成果做一简要介绍，未尽之处请您参考文后列出的参考文献，由此带来的一切不便在这里一并致歉！

　　1果蝇概述

　　果蝇隶属于节肢动物门（Arthropoda）真节肢动物亚门（Euarthropoda）昆虫纲(Insecta)有翅亚纲（Pterygota）双翅目（Diptera）果蝇科（Drosophilidae）

　　1－1果蝇的主要特征和分类依据

　　果蝇，头具1对前曲鬃和1对或2对后曲眶鬃，后顶鬃（如存在）平行和相象，外顶鬃与内顶鬃一般存在，具髭；触角基部靠近，紧贴颜部，第三节椭圆行或圆形，触角芒一般为羽状，除背侧及腹侧分叉外，沿轴另具几根短毛。中胸背板很少裸，正中刚毛常为2列～10列规则的纵排列，具1对、2对、3对或4对背中鬃，一般为2对；一般具1对肩鬃、2对背侧鬃（notopluerols），1对沟前鬃（prusutural），2对翅上鬃（supraalars），2对后翅鬃（postalars）；中胸侧板裸；下前侧片上部常具2或3大鬃，下部具几根小鬃；上前侧片鬃消失；小盾片常裸，盾缘2对鬃，即小盾基鬃、小盾端鬃，某些属小盾基鬃退化。翅前缘脉具2缺刻，前缘脉达r2+3（果蝇的有关文献中，纵脉代号常为大写）或r4+5端；亚前缘脉退化，仅达端缺刻，不达前缘脉缘；具前缘脉、后缘脉；盘室与第二盘室某些属由一横脉（基横脉）分离。足胫节具端前鬃（preapicals）。腹部雄第6＋7气门位于第六背板的腹缘附近，第七背板骨化，第六腹板消失。

　　1－2果蝇的主要的分类

　　我国分布有果蝇2个亚科、3个族、5个亚族、1个族下、2个属复组、7个属组、30个属，共计493个种，详细分类列表如下：

　　中国果蝇分类一览表

　　（分类体系依据Grimaldi,1990,详见后附PDF）

　　1-3果蝇的分布及生活史

　　果蝇广泛地存在于全球温带及热带气候区，而且由于其主食为腐烂的水果，因此在人类的栖息地内如果园，菜市场等地区内皆可见其踪迹。除了南北极外，目前至少有1000个以上的果蝇物种被发现，大部分的物种以腐烂的水果或植物体为食，少部分则只取用真菌，树液或花粉为其食物。

　　果蝇的生活史可分为下列几个时期：

　　果蝇生活史在25℃下由卵至成虫约需11天，在18℃则加倍，在16℃则为3倍。其它因素如过度拥挤与食物不足皆会影响果蝇在试验状况下之生育。

　　雄果蝇于羽化后12小时可达到性成熟，雌果蝇则于羽化后8小时可达到性成熟。雌果蝇在25℃下每小时可产卵2～20粒，在16℃其产卵速率只有最适状况下之20%，超过32℃则停止产卵。雌果蝇一次交配所得精子可供6～8授精所需，雌果蝇交配后即不再欢迎再次之交配。雄果蝇一天可交配十只雌果蝇。未交配之雌果蝇称为处女蝇，在受到雄果蝇产生之性费落蒙刺激下，仍然会产下不孕卵。

　　2果蝇在生命科学研究上的意义

　　2-1摩根的大发现——白眼突变

　　我们谈到果蝇就不能不提到摩根的大发现——白眼突变。当然，我认为，摩根并没有什么值得炫耀的，因为白眼突变在果蝇中是比较常见的，也就是说如果摩根不发现果蝇的白眼突变其他的科学家也早晚会发现，正如爱因斯坦发现狭义相对论一样。但是，白眼突变本身和性连锁遗传对生命科学研究具有重要的意义，限于篇幅，白眼果蝇的发现和性连锁遗传在这里就不做具体的介绍了，但有一句话必须说明，那就是在白眼果蝇发现以后，对于人类来说，生命科学再也不同了！

　　2-2果蝇作为实验材料的优点

　　果蝇这种实验材料是1908年在纽约冷泉港卡内基实验室工作的卢茨（F·E·Lutz）向摩根推荐的。这是一种常见的果蝇，称为“黑腹果蝇”（Drosophila melanogaster）。

　　实验材料的选取往往是决定研究工作成功与否的关键，它在遗传学发展史中表现得尤为突出，不仅摩根在选用果蝇前后的局面表明了这一点，而且孟德尔选用豌豆，以及后来分子遗传学家们选用真菌、细菌（特别是大肠肝菌）和噬菌体都证明了这一点。可以说，遗传学发展史中，每一次适合实验材料的选取都导致了一次学科发展的飞跃。以哺乳动物为实验材料，饲养管理一般都较复杂，生长期又长，而且由单基因控制的性状少而难寻，所以，一般不适合遗传学理论研究。这也许是遗传学基本定律首先从植物中发现的主要原因。而果蝇体型小，体长不到半厘米；饲养管理容易，既可喂以腐烂的水果，又可配培养基饲料；一个牛奶瓶里可以养上成百只。果蝇繁殖系数高，孵化快，只要1天时间其卵即可孵化成幼虫，2-3天后变成蛹，再过5天就羽化为成虫。从卵到成虫只要10天左右，一年就可以繁殖30代。果蝇的染色体数目少，仅3对常染色体和1对性染色体，便于分析。作遗传分析时，研究者只需用放大镜或显微镜一个个地观察、计数就行了，从而使得劳动量大为减轻。

　　2-3果蝇：“培养”诺贝尔奖得主的小昆虫

　　摩根１９３３年因发现了果蝇白眼突变的性连锁遗传，提出了基因在染色体上直线排列以及连锁互换定律被授予诺贝尔奖。１９４６年，摩根的学生，被誉为“果蝇的突变大师”的米勒，证明Ｘ射线能使果蝇的突变率提高１５０倍，因而成为诺贝尔奖获得者。在近代发育生物学研究领域中，果蝇的发生遗传学独领风骚。１９９５年，诺贝尔奖再次授予三位在果蝇研究中辛勤耕耘的科学家。果蝇为进一步阐明基因－神经（脑）－行为之间关系的研究提供了理想的动物模型。

　　总之，近一个世纪以来，果蝇遗传学在各个层次的研究中积累了十分丰富的资料。人们对它的遗传背景有着比其他生物更全面更深入的了解。作为经典的模式生物，果蝇在未来的遗传学研究中将发挥更加巨大而不可替代的作用。

　　3现代果蝇研究的最新进展

　　现代果蝇研究已经远不止停留在研究白眼突变和连锁互换规律的层次上了，更多的科学家关注着怎样使果蝇的研究更好地为人类服务，又由于果蝇在各个方面与人类有着惊人的相似之处，因此，人们将它应用于癌症疗法；全球暖化与气候变迁的初期预警系统；阿兹海默氏症与亨丁顿氏舞蹈症等神经退化失调症；以及酒瘾与药瘾遗传，还有失眠与时差的研究等等诸多领域。下面，本文仅就个别引起广泛注目的新成果做一简要介绍。

　　3-1果蝇具有简单抉择行为

　　为了判断果蝇是否具有简单抉择行为，和产生这种简单抉择行为的原因，科学家们做了如下实验：

　　在实验前，先在果蝇的头—背之间用由紫外光可固化的胶粘上一个V形挂钩，这样就限定了果蝇的头与胸之间的转动自由度，使得当果蝇被挂在飞行模拟器的扭矩探头的悬丝上时，只能有一个在水平方向的旋转自由度，一旦将果蝇的视觉目标（在白色圆筒的概念上的四等分区间的中心等高位置上，有正置的黑色“T”英文字母，和倒置的“T”英文字母。在圆筒壁上相邻的90度两象限的T图形方位不同，相对象限的T图形相同）与果蝇的飞行扭矩之间构成闭环，形成负反馈，果蝇就可以通过自身飞行扭矩来调控模式位置和角速度，就如同汽车司机通过方向盘来把握汽车方向，驾驶汽车一样。在视觉操作式条件化过程中，科学家们设定了朝着其中的一种T图形的飞行方向为“禁飞区”，一旦这个T图形进入了果蝇视觉感受野正前方的90度象限，果蝇就立刻受到由计算机在线控制的“热击”的惩罚。果蝇立刻用自身扭矩控制飞行方向，躲避惩罚，使得另一个图形进入果蝇视觉正前方的90度区域，“热击”就立刻被计算机关断，果蝇经过若干次反复，就会“悟出”并记住什么样的T图形出现时是与“热击”相关联的。

　　在实验中，果蝇看到的是同时具有颜色和形状的彩色图形。先训练果蝇喜欢绿色的正置T形，而厌恶蓝色的倒置⊥。然后改变图形使其形状相同，发现果蝇会根据颜色选择绿色图形，而回避蓝色图形。或者消去原有图形的颜色，发现果蝇会选择T图形而回避⊥图形。这证明果蝇在训练中已经同时获取了有关色彩和图形的知识。

　　然后研究人员让这些经过训练的果蝇在蓝色T和绿色⊥之间作选择。这时由于颜色和形状提供的线索互相矛盾，果蝇会陷入两难的困境。通过比较几种果蝇的抉择行为，发现：正常的野生型果蝇（WTB）可以根据线索强度对比变化，果断做出最为有利的选择，而通过基因突变或生化方法导致蘑菇体缺失的果蝇则犹豫不决，不能做出稳定的抉择。

　　在这种类似决策的行为中，科学家们猜想果蝇脑内的蘑菇体结构可能发挥着关键作用。蘑菇体是果蝇脑内的重要结构，1850年蘑菇体的发现者曾经猜想它是果蝇脑内产生“自由意志”和实施“智能控制”的地方。实验中，科学家们发现的蘑菇体在果蝇的类认知行为中起着重要作用，从某种程度上验证了1850年蘑菇体的发现者的猜想，起着一种补充的作用。

　　这个发现对人类的意义现在还不好说。人脑中没有蘑菇体，与此同时，果蝇脑只有30万个神经元，人脑则有1000亿个，两者不可简单类比。但作为模式动物，果蝇脑中的细胞和分子过程，与高等动物可能有相似性，这意味着在果蝇身上得到的知识，可能对研究人及高等动物的决策行为有借鉴作用。

　　3-2果蝇也有“同性恋者”

　　在美国的一家实验室中，某些果蝇的行为令人有点困惑，罐里的雌果蝇挤成一团，而雄果蝇却以通常追逐异性时才有的狂热在同性之间“寻欢作乐”，相互摩擦生殖器。这是科学家使这些果蝇变成了“同性恋者”，他们把一种基因移植到了果蝇体内，导致它们表现出“同性恋”行为，更为重要的是，与此相关的基因也存在于人类身上，虽然尚无迹象表明该基因影响人的性取向。虽然并非一个基因就能使人变成同性恋者，但这项研究对基因构成如何通过一系列复杂的生化反应影响性倾向这个问题或许会有新启迪。

　　3-3“糖尿病果蝇”

　　美国斯坦福大学研究人员新培育出一种“糖尿病果蝇”，并希望能借助这些小“患者”更深入研究人类糖尿病的发病机理，进而寻找新的治疗途径。研究人员发现，果蝇的大脑中也存在着控制胰岛素产生的细胞。他们设法使一些果蝇幼虫大脑中此类细胞失去正常工作能力，结果培育出了“糖尿病果蝇”。“患病”的果蝇幼虫不仅个头异常小，发育为成年果蝇的速度明显要慢，而且缺乏胰岛素的果蝇幼虫体内血糖水平也出现升高。研究还显示，果蝇大脑中控制胰岛素产生的细胞会向果蝇心脏传递信号，然后再通过神经系统调节胰岛素进入果蝇循环系统，这与人类的胰岛控制胰岛素进入血液的过程有些类似。因此，科学家们希望对于“糖尿病果蝇”的研究能够对人类糖尿病的治疗和预防有所帮助。

　　3-4果蝇胚胎发育并不只受基因影响

　　法国国家科研中心科学家最近通过实验发现，果蝇胚胎的发育可能因外力的影响而改变。这一发现动摇了过去一直认为其发育只受基因影响的观点。

　　该中心的一个研究小组经实验发现，果蝇胚胎细胞中某些控制发育的基因对外力非常敏感。当有机械性外力作用到胚胎细胞上时，这部分基因就无法正常“表达”。果蝇胚胎的正常发育也因此受到影响，肌体发育要么早熟，要么某些器官发育不足。

　　胚胎的正常发育一般是，胚胎细胞按照各种基因的“程序指令”不断分化成长，从而发育成各种器官和身体组织。

　　除了果蝇，这个研究小组还没有研究过外力对其它昆虫和动物胚胎的影响，不过这个研究成果有可能为胚胎研究提供新的思路。当然，果蝇胚胎发育并不只受基因影响的发现再次提醒人们，现有的克隆以及胚胎干细胞移植技术，由于存在人为外力对细胞的影响，因此具有许多不稳定性，这些技术还有待进一步完善。

　　3-5“Indy”使果蝇长寿

　　科学家已经知道如何延长果蝇的寿命，这一最新研究成果可能对维护人类的健康具有积极意义。

　　果蝇的正常寿命是37天左右，但是，当科学家们改变了果蝇体内的一种起着储存及使用能量作用的基因后，果蝇的寿命都延长到了69—71天，有一些果蝇甚至活了110天。科学家将这种变异基因取名为“Indy”(I’mnotdeadyet“我还没有死”的英文字头缩写)。

　　由于人类有着和果蝇类似的DNA排列，上述研究成果将有助于科学家了解人类的衰老过程，它为今后旨在延长寿命的药物治疗法提供了方向。

　　科学家们表示，“Indy”这种变异基因之所以能延长果蝇的寿命，主要是因为它可以对果蝇细胞级别的能量吸收进行限制，即让果蝇的细胞节食。这意味着，人类有可能研制出一种既能延长寿命，又能控制体重的药物。

　　这项研究的一个主要发现是：果蝇不仅可以延长寿命，而且，还可以保持高质量的生活，也就是说延长寿命没有以降低生命质量为代价。

　　“Indy”是第二种可以延长果蝇寿命的变异基因。第一种名为“玛士撒拉”(Methuselah)的变异基因，可以使果蝇的寿命延长35%。但科学家们还不清楚“玛士撒拉”的工作原理。

　　人们一直以来做想得到的就是长生不老，现代生物技术已经让人们看到了一丝希望，通过果蝇长寿基因的研究，人们希望虽然不能长生不老，但至少可以延年益寿。

　　3-6帕金森氏症的新模型

　　一种在果蝇身上开发出的帕金森氏症新模型，被认为对于这种疾病的研究具有重大价值，因为科学家可利用专为果蝇开发的一系列强大的基因工具来研究这种疾病。虽然果蝇与人类相差悬殊，但该模型却能很好地重现人类帕金森氏症的主要特征。为a-synuclein（一种丰富的、功能未知的神经蛋白）编码的基因发生突变，可在家族性帕金森氏症患者身上导致神经发生，而在果蝇身上产生这一动物模型的正是同样的基因突变。运用现代的基因技术新手段，人们可以通过对果蝇的研究加深对神经疾病的了解，并由此发现根治帕金森氏症的方法。

　　3-7果蝇基因图谱：45％的错误？

　　在这里本文不得不提到的一个严肃的话题就是关于果蝇基因图谱的错误的问题。这不仅仅是因为它的错误会对人类基因图谱的成果大厦产生震动，更是涉及到严谨的科学品质。

　　美国斯坦福大学生物信息学家萨谬尔·卡林和他的同事在使用塞莱拉公司的果蝇基因图谱时发现了许多错误，他和几位同事合作，对塞莱拉公司已经公布的果蝇基因图谱进行了认真的核查，发现其中29％“完全正确”，26％基本正确，而剩下的45％不是存在“轻微缺陷”，就是有“严重错误”。

　　塞莱拉公司是美国马里兰州的一家私营公司，2000年3月它公布了果蝇基因图谱，6月又与共有6国参加的人类基因图谱计划组一起，公布人类基因图谱草图。这一成果被称为2000年世界科技界的最重大成果，如今却受到斯坦福大学科学家的质疑，人们不禁要联想到如果果蝇基因图谱存在错误，那么塞莱拉公司公布的人类基因图谱怎么样呢？人类基因图谱计划组的成果又怎么样呢？

　　然而，人类在攀登科学高峰的道路上本来就是坎坷前行的，来自任何方面的困难和挫折都不能阻止人类探索生命奥秘的步伐，怀疑固然是重要的，但真正做出一些成绩，哪怕是50%的正确性也应该得到应得的鼓励。

　　挖掘果蝇过去百年的实验生命，已经发表的论文早就有十万篇了，而且每天都有更新的论文出炉，除非发疯，或是为了学术目的，否则不会有人进行那样的探索。但人们却一直在不懈地探索着，本文作者没有什么别得目的，一方面是为了完成作业，而另一方面更重要得是透过冰山一角让人们了解一个短暂的生命如何协助我们确立生物学知识的边界……                                                                                                                                              PDF下载

   　☆参考文献：

　　·刘凌云郑光美等普通动物学（第三版）高等教育出版社1997

　　·薛万琦赵建铭等中国蝇类（上册）辽宁科学技术出版社1996

　　·布鲁克斯果蝇天下文化出版公司2003

　　·张文霞等动物学研究科学技术出版社1986

　　·科学时报2002年5月16日

　　·自然2001年5月17日

　　·Science2002年1月04日

　　·科学探索

　　·科学

延伸阅读:

• 模式生物-果蝇对基因组研究的贡献概述 (3)
• 两篇关于模式生物的综述文章：斑马鱼和果蝇 (0)
• 丁照棣-深入生命科学-从果蝇的研究历史及未来展望谈起 (0)
• 美国遗传学家:托马斯·亨特·摩尔根生平简介 (0)
• 生命科学研究中常见模式生物简介 (3)

A model organism is a species that is extensively studied to understand particular biological phenomena, with the expectation that discoveries made in the organism model will provide insight into the workings of other organisms. In particular, model organisms are widely used to explore potential causes and treatments for human disease when human experimentation would be unfeasible(难以实施) or unethical(不道德). This strategy is made possible by the common descent of all living organisms, and the conservation of metabolic and developmental pathways and genetic material over the course of evolution. Studying model organisms can be informative, but we must be careful when generalizing from one organism to another.

模式生物与发育生物学——童话般的科学故事
作者：范衡宇 孙青原  
来源：生殖生物学研究中心

螟蛉有子，蜾蠃负之——《诗经·小雅·小宛》　
七月在野，八月在户，九月在宇，十月蟋蟀，入我床下——《诗经·豳风·七月》　
今夜偏知春气暖，虫声新透绿窗纱——刘方平（唐）《春夜》　

有这样一些生命，亿万年来，它们或栖身于朽木败叶之下，或飞舞于山花野果丛中，或在山溪浅水中徜徉，或在大海惊涛下蜷缩，或在荒野上荣枯，或在污秽中滋生。它们的家族，从未在生命进化激流中独领风骚，而是随着进化车轮的远去，在草际林边复归于沉寂。然而这些柔弱的生命竟能生生不息，直等到不可思议的基因塑造出这样一种生命，他们凝视自身和他者，如同漫漫长夜中的孤独灯火，追寻着生命的意义。最令人惊奇的是，他们竟能在物种变迁之余肇始文化的源泉，开创艺术与科学。人类百余年的现代科学史，在漫漫时间的序列中只是轻忽的一瞬，即使对我们将要谈及的几种小生命，这样的一些时间也不过是恒常岁月中千百代繁衍生息之余的惊鸿一瞥。然而，正是在这激情洋溢的百余年间，人类对生命世界的认识，由混沌逐渐清晰，由清晰产生敬畏，在敬畏之余复归于理性。不止一位科学巨匠望洋兴叹：二十世纪前半页生命科学的最大成就，乃是认识到人类对生命的本质竟是如此的无知。路漫漫其修远，吾将从何处上下而求索？直到看似寻常的某一天，有几位思考者，在海滨漫步时拣几枚海胆，在花园里捕几只果蝇，在玻璃缸里养了群彩色缤纷的斑马鱼，或是在显微镜下找到些线虫，在非洲考察时带回种蟾蜍，从此，百年困惑，逐渐开朗。　
　
一直到不久以前，多细胞生物在胚胎期复杂的发育变化和调控一直是困扰生命科学的未解之迷。个体生命诞生自精卵结合形成合子，经过细胞的不断分裂、迁移、分化并发生巨大形态变化，构建出未来身体的雏形。越是出生后形态复杂的生物，其发育中细胞间关系的变化也就越剧烈。此外，虽然所有细胞都来自于同一个受精卵，但从发育早期开始，它们就走上了不同的分化道路，越到后期，要精确的说出每个特定位置上细胞的来历就越困难。发育过程从本质上讲是一部生命发展的细胞历史。成体中每个细胞都有一段自己独特的历史，总括起来就构成了个体生命。对复杂生物发育的解读类似于对有悠久历史的古文明所进行的研究，史料千头万绪，细节纷繁，难以把握，有时甚至无从下手。显然，如何选取恰当的切入点，找出诸种复杂现象背后潜藏的共同规律就成为洞悉这部生命史的关键。　

早在一百多年前人们就发现，如果把关注的焦点集中在相对简单的生物上则发育的难题可以得到部分解答。因为这些生物的细胞数量和种类更少，胚胎在体外发育，变化也较容易观察。由于进化的原因，细胞生命在发育的基本模式方面具有相当大的同一性，所以利用位于生物复杂性阶梯较低级位置上的物种来研究发育共同规律是可能的。尤其是当在有不同发育特点的生物中发现共同形态发生和变化特征时，发育的普遍原理也就得以建立。因为对这些生物的研究具有帮助我们理解生命世界一般规律的意义，所以它们被称为“模式生物”。一种模式生物应具备以下特点：1）其生理特征能够代表生物界的某一大类群；2）容易获得并易于在实验室内饲养、繁殖；3）容易进行实验操作，特别是遗传学分析。于是，长久以来在进化支流的港湾中休憩的小生命——酵母、线虫、果蝇、海胆、斑马鱼、非洲爪蟾、小鼠、拟南芥，获得了前所未有的青睐。　

海胆（sea urchin）是生物科学史上最早被使用的模式生物，它的卵子和胚胎对早期发育生物学的发展有举足轻重的作用。早在1875年， Oscer Hertiwig（1849-1922）就开始以海胆为材料研究受精过程中细胞核的作用。1891年，Hans Driesh（1876－1941）在显微镜下把刚刚完成第一次卵裂的海胆胚胎一分为二，结果发现，分开后的两个细胞各自形成了一个完整幼虫。这一实验的意义在于证明胚胎具有调整发育的能力，为现代发育生物学奠定了第一块观念里程碑。1890年后，海胆更在受精和早期胚胎发育的研究中起了重要作用。同种海胆精卵表面分子的特异性识别、精子顶体反应、卵皮质反应等现象的发现，为受精生物学奠定了最初的基础。
　
稍后于海胆获得生物学家青睐的模式生物是苍蝇的亲戚——学名唤作黑腹果蝇（fruit fly, Drosophila melanogaster）。它在近代生物学史上的地位显赫，这红眼睛黑肚皮的小东西曾经三度飞进卡罗林斯卡医学院的颁奖大厅，为主人取回诺贝尔生物医学奖桂冠（1933年摩尔根，1946年缪勒，1995年刘易斯、尼尔森－沃哈德和维斯郝斯）。由于它们繁殖迅速、染色体巨大且易于进行基因定位，因此自1909年摩尔根（Thomas Hunt Morgan，1866－1945）将之用作研究遗传变异和染色体关系的材料之后，果蝇就成为经典遗传学家揭示遗传规律的一张王牌。虽然1940年代后的30年中，更易进行分子生物学操作的大肠杆菌、酵母菌和噬菌体等微生物一度取代了它的辉煌地位，但1970年开始人们发现果蝇在胚胎发育图式的构建中具有特殊优点：它由14个体节构成的躯干完全对称，一套基因控制了这些体节从上到下的发生过程，后来的研究证明，这套基因普遍存在于从昆虫到人的基因组中，是决定机体左右对称布局形成的最基本因素。由此，果蝇再次引起人们的高度兴趣，其在遗传和发育研究中的地位又变得举足轻重起来。　

从任何意义上，秀丽隐杆线虫(nematode, Caenorhabditis elegans)都是一种名副其实的美丽生物。显微镜下，它通身透明，纤细的身躯优雅的摆动，每一块肌肉的收缩与松弛的一览无余。这种长不过1毫米的小生物有几个和人类关系密切的亲戚：蛔虫和蛲虫就是其中最大名鼎鼎的两个。不过，秀丽线虫本身和自然状态的人关系不大，它生活在土壤中，以细菌为食，被称为“自由线虫”。在有着多达2000万同宗兄弟的线虫家族中，它们一直默默无闻的过着无人打扰的幸福生活，千百万年来，除了少数线虫分类学家，我们对它们也不闻不问。然而，当进入20世纪70年代时，秀丽线虫的平静生活被一群发育生物学家打破。线虫之所以能在经典模式生物的名单中占有一个重要位置和它的形态特点有密切关系，它是唯一一个身体中的所有细胞能被逐个盘点并各归其类的生物。它的幼虫含有556个体细胞和2个原始生殖细胞，成虫则根据性别不同具有不同的细胞数。最常见的雌雄同体成虫成熟后含有959个体细胞和2000个生殖细胞，而较少见的雄性成虫则只有1031个体细胞和1000个生殖细胞。此外，线虫的生命周期很短，它从生到死的全过程只有3天半，这就使得不间断的观察并追踪每个细胞的演变成为可能。只要把线虫浸泡到含有核酸的溶液中，就可以用这种最简单的方式实现基因导入。线虫还可以被冻在冰箱里储存，复苏之后继续研究。通过20年的努力，到90年代中期，人们已经建立了完整的线虫从受精卵到所有成体细胞的谱系图。这意味着，它机体里每一个细胞的来龙去脉都处于我们的视野中，清晰并且无所遗漏。　

细胞凋亡现象及其机理最早是在线虫中被揭示的。凋亡（apoptosis）是一个希腊文来源的词语，这个字眼表达的是花儿凋谢，树叶飘零的景色。“梧桐一叶落而知天下秋 ”、“搦搦兮秋风，洞庭波兮木叶下 ”的意象恐怕正是说的这种意境：优雅，含蓄，还带点淡淡的忧伤，更因为飘落时那种虽然有些无奈却坦然以受之的美。由于线虫研究开创了一个对今日生物医学发展具有举足轻重的全新领域，同时也因为以线虫为基础的凋亡研究对基础和应用生物学产生的巨大推动作用，卡罗林斯卡医学院的诺贝尔奖评选委员会将年2002年生理和医学奖授予了线虫生物学的开拓者：西德尼·布雷纳（Sydney renner）、约翰·萨尔斯顿（John Sulston）和线虫凋亡之父罗伯特·霍维茨（Robert Horvitz）。
　
1996年4月，在国际互联网上公布了酿酒酵母(以下简称酵母)的完整基因组顺序（16条染色体，共12068kb，编码约5800个基因），它被称为遗传学上的里程碑。因为首先，这是人们第一次获得真核生物基因组的完整核苷酸序列；其次，这是人们第一次获得一种易于操作的实验生物系统的完整基因组。酿酒酵母作为一种模式生物在实验系统研究方面具有许多内在的优势。首先，酵母是一种单细胞生物，能够在基本培养基上生长，使得实验者能够通过改变物理或化学环境完全控制其生长。其次，酵母在单倍体和二倍体的状态下均能生长，并能在实验条件下较为方便地控制单倍体和二倍体之间的相互转换，对其基因功能的研究十分有利。有将近31％编码蛋白质的酵母基因或者开放阅读框与哺乳动物编码蛋白质的基因有高度的同源性。二十世纪八十年代，几位非主流的科学家，利用阻断在细胞周期不同阶段的酵母温度敏感突变株，分离了众多细胞分裂周期基因（cell division cycle genes, CDC genes）。后来发现，许多CDC基因的同源基因也广泛存在于包括哺乳动物在内的其他生物类群中，编码与有丝分裂和减数分裂相关的重要分子，比如cdc-2编码MPF的催化亚基P34，cdc-5编码polo-like激酶等。鉴于酵母分子遗传学对细胞周期调控理论的巨大贡献，这项研究的先行者——Paul和Nurse，荣获了二十一世纪的首届诺贝尔生理医学奖，可谓众望所归。　

斑马鱼（zebrafish, Danio rerio）和非洲爪蟾（south African clawed toad, Xenopus laevis）是目前最常用的两种模式低等脊椎动物。斑马鱼产卵量多，繁殖迅速，胚胎通体透明，是进行胚胎发育机理和基因组研究的好材料。非洲爪蟾的卵母细胞体积大、数量多，易于显微操作，还可制成具有生物活性的无细胞体系，易于生化分析，在卵母细胞减数分裂机理研究中具有不可替代的作用。参与调节哺乳动物卵母细胞减数分裂的重要蛋白激酶，其作用最初大都是在非洲爪蟾卵子中发现的，开启了细胞周期调控的分子机理之门。就象安徒生笔下的童话，丑陋的青蛙摇身一变，变成了发育生物学的王子。　

小鼠（Mouse，Mus musculus）来源于野生鼷鼠，从17世纪开始用于解剖学研究及动物实验，经长期人工饲养选择培育，已育成多达千余个独立的远交群和近交系。由于小鼠繁殖快，饲养管理费用低，所以成为生物医学研究中广泛使用的模式生物，也是当今世界上研究最详尽的哺乳类实验动物。目前全世界每天约有2500万只小鼠被用于生物医学研究，以小鼠为对象的研究已经获得了17项诺贝尔奖。小鼠胚胎干细胞的分离和基因敲除技术的应用，更为以小鼠为对象的发育生物学研究起了推波助澜的作用。1999年，美英几家大型科研机构成立了老鼠基因组测序的合作团体，2002年8月，他们公布了老鼠基因组物理图谱的框架。完整的老鼠基因组图谱预计于2005年完成。　
　
通过上面的介绍我们看到，模式生物已经在现代生命科学基础研究中具有举足轻重的地位。但是，模式生物在我国的研究才刚刚起步，与国际领先研究水平差距很大。作为亡羊补牢之举，我国启动了家蚕模式生物的研究计划，试图建立另具特色的新模式生物（家蚕是鳞翅目昆虫的代表物种，果蝇属双翅目昆虫）。这将不仅是新方法、新技术的应用，而是一种研究观念、研究策略的进步。从阴暗角落里的低吟到振聋发聩的共鸣，模式生物研究在基础理论方面的巨大成功再一次昭示：顶尖的科学永远是甘于寂寞的少数人的事业，追求有目共睹的时髦、轰动和效益，只能造就科学的俗品。科学的终极动力诚然是社会发展的需求，但这已被过分地强调。作为真正的科学家，他一切灵感的源泉只不过是对世界的好奇和对真理的渴求。不论将来生命科学如何发展，果蝇、线虫、酵母、小鼠这些经典模式生物在科学史上的地位已永远不可撼动，与此相关的一串名字，将和他们闪光的思想一道，永载史册。　
　
除了一段段引人入胜的生命故事，模式生物还具有更深远的意义。它昭示于人的，乃是最不可思议的事实：这世界竟是可以理解的……　

延伸阅读:

• 生命科学研究中常见模式生物简介 (3)
• 模式生物-果蝇：生命科学的功臣 (0)
• 模式生物-果蝇简介 (2)
• 模式生物-果蝇对基因组研究的贡献概述 (3)
• 模式生物-果蝇传奇-生命世界(下) (1)

英文题目：Rubin GM, Lewis EB. A brief history of Drosophila’s contributions to genome research. Science, 2000, 287(5461):2216-8.
中文翻译：果蝇对基因组研究的巨大贡献–献给果蝇的礼赞，编译:Oriole

Drosophila melanogaster的序列在Science上的发表已经占有了举足轻重的地位，成为90年内组织研究的里程碑。无论是遗传或物理图谱，以及全基因组的突变扫描和通过基因转导产生的基因的功能改变对于多细胞生物的研究，这些小小的果蝇为我们的研究的进展披荆斩棘。在这里我们已经看到了在一些研究工作中，果蝇使我们在对动物基因组的理解产生了根本的理论和技术上的突破。在这世纪之交的时刻，在HGP正飞速进展的时刻，我们应该向小小的果蝇致以人类的崇高敬意！

Fig. 1. (A) Bridges (left) and Sturtevant in 1920. (B) Morgan in 1917. The photo of Morgan, who was camera shy, was taken by Sturtevant using a camera hidden in an incubator and operated remotely by means of a string. The books and microscope in the background were at Sturtevant’s desk (1). Both photos courtesy of the Archives, California Institute of Technology.

1910年，Morgan决定用Drosophila作为他的遗传研究对象，并且从众多的突变中获得了一个至关重要的遗传突变，果蝇的白眼现象（野生型为红眼）。Morgan很快和他的三个得意门生（A.H.Sturtevant,C.B.Bridges, H.J.Muller)加入了Columbia大学的果蝇实验室(见图1）。经过5年的努力，他们阐明了遗传的染色体学说，这在当时具有划时代的意义。因为这些成就，1933年Morgan获得了诺贝尔奖，而更值得一提的是他们的控制突变型的交配和计算子代的独特的实验学方法。

1913年，Sturtevant构建了第一张遗传图谱，表明基因在染色体上的直线排列规律。在1914和1916年发表的两篇论文上，Bridges揭示了在雌性果蝇中存在X染色体的不分开现象，为基因确实存在于染色体上提供了第一个完美的证据；也证实了选择的可能性，染色体和基因都是独立的遗传因子，这些同时被其他人所确认。1918年，Muller介绍了平衡致死系的概念，染色体的倒置行为的交换抑制效应，可以保存带有致死基因的品系。这现在只可能在线虫发生，而对于小鼠仍然是不可能的。

基因的第一张物理图谱要归功于1933年Heitz&Bauer在果蝇Bibio hortulanus唾液腺发现了多线染色体。多线染色体可以很容易在显微镜下观察到，因为复制后形成的染色丝并不互相分开，而是纵向地密集在一起，所以唾腺染色体是多线染色体，成为细胞学研究染色体畸变的好材料 。The university of Texas T.S.Painter第一个意识到它们的重要性，在1934年发表了第一张Drosophila melanogaster多线染色体图，包括几个基因的染色体定位。在1935和1938年，Bridges发表了第一张多线染色体图谱，它是如此的精确，一直于直到今天我们仍在使用它。在做了大量的染色体重排的工作后，Bridges也构建了细胞发生学的图谱，把基因排放在特定的部分甚至特定的带（如图2）。现在我们知道这些图绘制的相当精确，把基因定位在小于100Kb的范围内。

Fig. 2. (A) Corresponding points in the polytene chromosome map and the linkage map for the tip of the second chromosome [modified from (35)]. The region shown covers about 5 Mb of DNA. (B) In situ hybridization (36) of a cloned segment of Drosophila DNA to polytene chromosomes, demonstrating the first mapping of a cloned gene to its chromosomal location [modified from (13)]

1927年，Muller认为辐射可引起基因的损坏和突变的发生，包括染色体的重排事件，可能是由于X射线诱导的，这个发现使他获得了1946年的诺贝尔奖。在30年代后期，两个研究小组表明了通过结合X射线诱导的染色体破坏带有空间断裂点，产生缺失和加倍的可能性。这种方法在1970年由D.L.Lindsley&L.Sandler 和14个合作人员系统地阐述，如何利用这种方法产生一系列的缺失和加倍，通过在约500Kb的范围内扫描常染色体。这项工作开创了后生动物全基因组扫描的先河，而避免了只观察表型而带来的混乱。有趣的是，我们注意到当时的对于Drosophila的整体研究，基因组的研究比现在占有更高的比例。

现代基因组研究可以追溯到1972年Stanford University D.S.Hogness写的，现已被公认的实验方法。利用此方法第一次成功地克隆真核生物DNA，一年后，Hogness计划利用可插入大的DNA片段的克隆构建所有染色体的物理图谱以便于染色体结构的细节研究（如图3）。第一个组织的随机克隆1974年早期在Hogness的实验室诞生，几个月后，一个被克隆的DNA片段被作图，定位在特定的染色体上（如图2B)。直到1975年早期，clone文库才代替了整个基因组，利用了一种新的克隆杂交的方法，利用这些基因组产生携带特定序列的克隆，到1978年底，利用”chromosomal walking”的方法，在λ噬菌体中克隆的长度超过200Kb染色体DNA的重叠片段被构建。1979年初，一个倒位被用于得到一个基因的第一个位置克隆，Ultrabithorax.到1980年末，许多突变的等位基因被定位到复合体的限制酶切图谱上，并显示染色体断裂或易位因子的插入的结果（如图4）。

Fig. 3. Diagram taken from D. Hogness’s 1972 grant application (11) showing his proposed strategy for making a physical map of a whole chromosome, starting with ordering large insert clones based on the F factor [now known as bacterial artificial chromosomes (BACs)] and then subcloning each of these into bacteriophage lambda or plasmid vectors. “One could then obtain a set of overlapping segments covering all the DNA in the chromosome, and the overlaps between segments could be detected and mapped… . In this way, many of the sophisticated physical techniques can be applied in an ordered manner to specific segments of a Drosophila chromosome” (11).

Fig. 4. Poster displaying a partial map of the Bithorax complex displayed at the Stanford University Biochemistry Department retreat at Asilomar, California, in late 1980. Note the molecular mapping of various mutant alleles relative to the scale in kilobases derived from the restriction map of the cloned region.

1980年，C.Nusslein-Volhard&E.Wieschaus期望在动物身上进行系统的基因组范围的扫描操作，试图证实所有的基因都可包括在基本的操作过程中，一种以前只是在微生物中尝试的操作。他们在胚胎发育方面的工作很快在最重要的信号通路的组成上取得了重大发现。作为新一代的果蝇工作者，他们以极大的热情利用位置克隆和转位子标签技术在他们的视野内分离和侧序基因。由于他们的出色的工作，Nusslein-Volhard&Wieschaus分享了1995年的诺贝尔奖。    

在1981年后期，基因组操作取得了重大突破，利用易位因子载体获得转基因果蝇的方法被发展，从而利用基因转导技术成功地在一个动物身上获得了突变表型，即转基因动物。在利用果蝇获得的稳定的，单拷贝的，一体化的转基因技术已成为可以在一定范围内应用的强有力的技术，许多技术已适合其它的后生动物。这些技术包括1987年发展起来的利用增强子扑捉，根据基因的表达模式扫描基因的技术，1988年发展起来的大范围的插入带有工程易位因子的突变发生技术，1989年发展起来的可产生染色体重排的位点特异性重组和1993年发展起来的为控制异常基因表达的二元体系。

具有讽刺意义的是，在克隆和研究单独基因的成功要求强调一个有组织的基因组计划，这个计划被认为是不重要的。超过1300 个具有遗传特征的基因—在Drosophila占所有基因的近10%—已经被一些实验室克隆和侧序。在基因比例上已超过了任何其它动物的两倍，丢失功能的表型和序列已经被决定。并且，对于果蝇和其它的动物，少于1/3的基因当突变时具有明显的表型变化，强调了基因组侧序作为基因发现是一个非常重要的方法。

在这一期Science报道的Drosophila基因组的标注序列是公立和私立机构资助并共同努力的结果，也是第一个应用全基因组鸟枪方法对一个动物的基因组进行侧序。它为大范围的基因组的序列的注释提供了一个模式，也是来自5个国家的20个科研机构的40位实验和计算机方面的生物学家通过共同的努力所取得的成就。这些侧序和标注方面的成就继承了80多年一贯以来Drosophila研究所建立的合作的传统，象 J.Schultz所观察的那样”it derives from Morgan, and paradoxically has not so much to do with cooperation as with the paramount importance attached to getting on with the work. I cannot recall any instance of explicit discussion of the value of cooperation; it was always taken for granted, and taught by example” .(文章来源：pubmed，编译:Oriole)

延伸阅读:

• 模式生物-果蝇：生命科学的功臣 (0)
• 两篇关于模式生物的综述文章：斑马鱼和果蝇 (0)
• 丁照棣-深入生命科学-从果蝇的研究历史及未来展望谈起 (0)
• 美国遗传学家:托马斯·亨特·摩尔根生平简介 (0)
• 生命科学研究中常见模式生物简介 (3)