秀麗隱桿線蟲

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秀麗隱桿線蟲
科學分類
域： 真核域 Eukaryota 界： 动物界 Animalia 門： 線蟲動物門 Nematoda 綱： 胞管腎綱 Secernentea 目： 小桿目 Rhabditida 科： 小桿科 Rhabditidae 屬： 隱桿線蟲屬 Caenorhabditis 種： 秀麗隱桿線蟲 C. elegans
二名法
Caenorhabditis elegans Maupas, 1900

秀麗隱桿線蟲（Caenorhabditis elegans，以下簡稱C. elegans）是一種可以獨立生存的線蟲 （roundworm），長度約1mm，生活在溫度恒定的環境。自1965年起，科學家悉尼·布伦纳利用線蟲作為分子生物學和發育生物學研究領域的生物模式（animal model）。

[编辑] 生物學

C. elegans是蠕蟲狀的（vermiform）、兩側對稱（bilateral symmetry），體表有一層角質層（cuticle）覆蓋物，無分節（segmentation），有四條主要的表皮索狀組織（epidermal cord）及一個充滿體液的假體腔（pseudocoelom）。這一科的成員大都有與其他動物相同的器官組織。牠們以微生物（microorganism）為食，如埃希氏大腸桿菌(Escherichia coli)。C. elegans有雄性及雌雄同體（hermaphrodite）兩種性別，其基本解剖構造包括一個口、咽、腸、性腺，及膠原蛋白角質層（collagenous cuticle）。雄性有個單葉的性腺(single-lobed gonad)，輸精管，及一個特化為交配用的尾部。雌雄同體有兩個卵巢、輸卵管、藏精器，及單一一個子宮。

C. elegans基本的生命週期如下：C. elegans由雌雄同體產下卵。卵在孵化後，會經歷四個幼蟲期(L1-L4)。當族群擁擠或食物不足時，C. elegans會進入另一種幼蟲期，叫做dauer幼蟲。Dauer能對抗逆境，而且不會老化。雌雄同體在L4期生產精子、並在成蟲期產卵。雄性能使雌雄同體受精；雌雄同體會優先選擇雄性的精子。C. elegans在實驗室中，20 °C的情況下，平均壽命約為二、三週，而發育時間只須幾天。

由於標本很便宜、在實驗室中又容易掌控，C. elegans被用做為一種典範生物(model organism)。C. elegans在研究細胞分化(cellular differentiation)方面特別有貢獻，而且是第一個基因體(genome)完全被定序(sequencing)的多細胞生物。完成的基因體序列於1998年發表，雖然一小部分尚有缺失(該缺失最後於2002年十月完成)。C. elegans的基因體序列大約有一億個鹼基對(base pair)，內含一萬九千個以上的基因(gene)。科學館長(scientific curator)正在繼續估計已知基因的組合，好預測新的基因的功能，並去除錯誤的推測。在2003年，親緣關係相近的線蟲C. briggsae的基因體也被完整定序，使得研究人員得以相比對這兩種生物的基因體。

C. elegans有五對體染色體(autosome)和一對性染色體(sex chromsome)。

從研究的角度來看，C. elegans的優勢在於為一種多細胞(multicellular)真核生物(eukaryote)，又夠簡單到可以被詳細研究。C. elegans每一個體細胞(somatic cell)(雌雄同體成蟲有959個；雄成蟲有1031個)的發展命運都已被確立。這個細胞世系(cell lineage)的規律在各個個體之間是幾乎不變的。兩種性別的個體，都有許多多出的細胞(雌雄同體131個，大部分原本將成為神經元)會經由細胞凋亡(apoptosis)的過程被除去。

除此之外，C. elegans還是有最簡單的神經系統(nervous system)的生物之一。在雌雄同體中，總共有302個神經元(neuron)，其連結形式也已完全被建立出來，且被證實為一小世界網路(small-world network)。更多研究探索了與C. elegans的一些特殊行為有密切關連的神經機制，包括趨化性(chemotaxis)、趨溫性(thermotaxis)，以及雄性交配行為。

在2002年，諾貝爾生理醫學獎(Nobel Prize)頒發給Sydney Brenner、H. Robert Horvitz和John Sulston以表揚他們對了解C. elegans的計畫性細胞死亡(programmed cell death, PCD)及器官發育遺傳學的貢獻。

當部分C. elegans的標本存活過了哥伦比亚号航天飞机在2003年2月的爆炸事故時，頓時成為新聞的焦點。

[编辑] 參考资料