manbet手机版NobelfÖrsamlingen卡罗林斯卡学院
manbet手机版在卡罗林斯卡学院举行的诺贝尔奖大会

manbet手机版一九九五年十月九日

manbet手机版在卡罗林斯卡学院举行的诺贝尔大会manbet手机版今天决定将1995年诺贝尔生理学或医学奖共同授予狗万世界杯

manbet手机版爱德华·b·刘易斯，克里斯蒂安·Nüsslein-Volhard和埃里克·f·威斯豪斯

manbet手机版获奖理由:他们在“早期胚胎发育的基因控制”方面的发现。

manbet手机版总结

manbet手机版1995年生理学或医学奖得主是发育生物学家，他们发现了控制早期胚胎发育的重要遗传机制。manbet手机版他们用果蝇，manbet手机版黑腹果蝇manbet手机版，作为他们的实验系统。manbet手机版这种生物在遗传学上是经典的。manbet手机版在果蝇身上发现的原理，也适用于包括人类在内的高等生物。

manbet手机版使用manbet手机版果蝇manbet手机版Nüsslein-Volhard和Wieschaus能够识别和分类少量基因，这些基因在确定身体规划和身体部分的形成中起关键作用。manbet手机版刘易斯研究了基因如何控制个体身体部分进一步发育为专门的器官。manbet手机版他发现，这些基因在染色体上的排列顺序与它们控制的身体片段相同。manbet手机版发育基因复合体中的第一个基因控制头部区域，中间的基因控制腹部部分，最后一个基因控制后部(“尾巴”)区域。manbet手机版这三位科学家共同取得了一项突破，将有助于解释人类的先天性畸形。

manbet手机版受精卵是球形的。manbet手机版它迅速分裂成2、4、8个细胞，以此类推。manbet手机版在16个细胞阶段之前，早期胚胎是对称的，所有细胞都是平等的。manbet手机版超过这一点，细胞开始专门化，胚胎变得不对称。manbet手机版在一周内，胚胎的头部和尾部区域以及腹侧和背侧将会变得清晰。manbet手机版在发育后期，胚体形成节段，脊柱的位置是固定的。manbet手机版各个节段经历不同的发展，这取决于它们在“头部-尾部”轴上的位置。manbet手机版哪些基因控制这些事件?manbet手机版他们有多少人?manbet手机版他们是相互合作还是各自独立地施加控制影响?
manbet手机版今年的获奖者通过识别一系列重要基因，以及它们如何控制身体轴和身体部分的形成，回答了其中的几个问题。manbet手机版他们还发现了决定哪个器官将在各个部分形成的基因。manbet手机版虽然果蝇被用作实验系统，但这些原理也适用于高等动物和人类。manbet手机版此外，在人类身上也发现了类似果蝇的基因。manbet手机版一个重要的结论是，控制多细胞生物早期发育的基本遗传机制在数百万年的进化过程中一直是保守的。

manbet手机版两位年轻科学家的勇敢决定

manbet手机版Christiane Nüsslein-Volhard和Eric Wieschaus都在70年代末完成了他们的基本科学训练。manbet手机版他们在海德堡的欧洲分子生物学实验室(EMBL)获得了第一个独立研究职位。manbet手机版他们在到达海德堡之前就认识了，因为他们有共同的兴趣:他们都想知道新出生的孩子是如何受精的manbet手机版果蝇manbet手机版卵发育成分节的胚胎。manbet手机版他们选择果蝇的原因是果蝇的胚胎发育非常快。manbet手机版受精后的9天内，卵子发育成胚胎，然后是幼虫，最后长成一只完整的苍蝇。

manbet手机版图1所示。manbet手机版胚胎中属于间隙组、配对规则组和段极性组的基因的活动区域。manbet手机版间隙基因在非常早期的胚胎(A)开始起作用，以指定一个初始片段(B)。配对规则基因在间隙基因的影响下指定胚胎的14个最终片段(C)。manbet手机版这些节段后来由于节段极性基因获得了头尾极性。

manbet手机版他们决定联合起来找出控制这一过程早期阶段的基因。manbet手机版这是两位年轻科学家在他们科学生涯的开始时做出的一个勇敢的决定。manbet手机版以前没有人做过类似的事情，成功的可能性非常不确定。manbet手机版首先，涉及的基因数量可能非常多。manbet手机版但是他们开始了。manbet手机版他们的实验策略是独特的和精心策划的。manbet手机版他们用诱变物质处理果蝇，以破坏(突变)大约一半的manbet手机版果蝇manbet手机版随机基因(饱和突变)。manbet手机版然后，他们研究了一些基因，这些基因如果发生突变，就会对身体轴的形成或分割模式造成干扰。manbet手机版利用两个人可以同时检查同一胚胎的显微镜，他们分析并分类了由控制早期胚胎发育的基因突变引起的大量畸形。manbet手机版这两位科学家面对面坐了一年多的时间进行研究manbet手机版果蝇manbet手机版由突变体遗传杂交产生的胚胎manbet手机版果蝇manbet手机版菌株。manbet手机版他们能够识别出15种不同的基因，如果这些基因发生突变，将导致分割缺陷。manbet手机版这些基因可以根据它们在发育过程中的重要性以及突变如何影响分割的顺序进行分类。manbet手机版差距manbet手机版基因(图1)沿着头尾轴控制身体的计划。manbet手机版间隙基因功能的丧失导致体段数量的减少。manbet手机版对规则manbet手机版基因影响着身体的每一秒:一种被称为“manbet手机版甚至没有manbet手机版导致胚胎只由奇数个节段组成。manbet手机版第三类基因叫做manbet手机版段极性manbet手机版基因影响个体片段的头尾极性。

manbet手机版Nüsslein-Volhard和Wieschaus的研究结果首次发表在1980年秋季的英国科学杂志《自然》上。manbet手机版它们受到了发育生物学家的广泛关注，原因有几个。manbet手机版这两位年轻科学家采用的策略很新颖。manbet手机版它证实了控制发育的基因可以被系统地识别出来。manbet手机版所涉及的基因数量有限，它们可以被划分为特定的功能组。manbet手机版这鼓励了许多其他科学家在其他物种中寻找发育基因。manbet手机版在相当短的时间内，就有可能证明在高等生物和人类体内也存在类似或相同的基因。manbet手机版它也被证明，他们在开发过程中执行类似的功能。

manbet手机版多了一对翅膀的苍蝇

manbet手机版早在本世纪初，遗传学家就已经注意到基因中偶尔出现的畸形manbet手机版果蝇manbet手机版．manbet手机版在一种类型的突变中，控制平衡的器官(笼头)被转化为一对额外的翅膀(图2)。在这种类型的身体规划的奇怪干扰中，一个区域的细胞表现得好像它们位于另一个区域。manbet手机版希腊单词homeosis被用来描述这种类型的畸形，这种突变被称为homeotic mutations。

manbet手机版图2所示。manbet手机版普通果蝇和四翅果蝇的比较。manbet手机版第三胸腹段由于有缺陷的同型异型基因而发展为第二胸腹段的复制品。manbet手机版在正常的飞行中，只有第二部分长出翅膀。

manbet手机版洛杉矶加州理工学院的爱德华·b·刘易斯对这种多出一对翅膀的苍蝇很感兴趣。manbet手机版从四十年代初开始，他就一直试图分析同型异型转化的遗传基础。manbet手机版刘易斯发现，额外的一对翅膀是由于整个身体部分的复制。manbet手机版导致这种现象的突变基因被发现属于一个基因家族的成员(manbet手机版bithoraxmanbet手机版-复合体)控制着沿着身体前后轴的分割(图3)。复合体开始的基因控制着身体的前段，而基因在遗传图谱的更下方控制着更多的身体后段(共线性原理)。manbet手机版此外，他发现由单个基因控制的区域重叠，并且几个基因以复杂的方式相互作用以指定单个身体部分的发育。manbet手机版有四个翅膀的苍蝇是由于第一个基因的不活跃manbet手机版bithoraxmanbet手机版这导致其他同型异型基因将这一特定片段重新指定为形成翅膀的片段。

manbet手机版爱德华·刘易斯在这些问题上研究了几十年，远远领先于他的时代。manbet手机版1978年，他在一篇综述文章中总结了他的结果，并阐述了同源基因如何相互作用，基因顺序如何与体轴上的片段顺序对应，以及单个基因如何表达的理论。manbet手机版他在同型异型基因方面的开创性工作促使其他科学家研究高等生物中类似的基因家族。manbet手机版在哺乳动物中，基因簇首次发现于manbet手机版果蝇manbet手机版被复制成四个复合体，称为manbet手机版HOXmanbet手机版基因。manbet手机版这些复合体中的人类基因与它们的基因非常相似manbet手机版果蝇manbet手机版类似物它们可以恢复突变体的一些正常功能manbet手机版果蝇manbet手机版基因。

manbet手机版图3所示。manbet手机版果蝇(A-C)和小鼠(Mus musculus, D-F)胚胎共线性原理。manbet手机版横条表示的是同型异型基因1-9沿体轴活跃的区域。manbet手机版基因1活跃于头部区域(分别位于A和F的左侧);manbet手机版基因9活跃在尾巴区域(右)。manbet手机版双胸复合体的基因7在有四只翅膀的果蝇中是不活跃的。manbet手机版显示其正常活动范围的条形图用星号表示。

manbet手机版在脊椎动物中，四个HOX基因家族中的单个基因发生的顺序与在动物中相同manbet手机版果蝇manbet手机版，它们沿体轴施加影响(图3 D-F)，符合Lewis在年首次发现的共线性原理manbet手机版果蝇manbet手机版．manbet手机版最近的研究表明，形成肩膀和骨盆的部位是由同源基因决定的。

manbet手机版人类的先天性畸形

manbet手机版Nüsslein-Volhard、Wieschaus和Lewis研究的大多数基因在人类胚胎的早期发育过程中具有重要的功能。manbet手机版这些功能包括体轴的形成，即胚胎的极性，身体的分割，以及个体片段特化成不同的器官。manbet手机版这些重要基因的突变很可能是导致一些早期自然流产的原因，以及大约40%的未知原因的先天性畸形的原因。manbet手机版环境因素，如怀孕早期非常高剂量的维生素A，也会扰乱hox基因的调节，从而导致严重的先天性畸形。

manbet手机版在某些情况下，在人类基因中发现了与这里描述的果蝇基因相关的突变。manbet手机版一种人类基因manbet手机版果蝇manbet手机版基因manbet手机版配对manbet手机版会导致瓦登堡综合症manbet手机版这是一种罕见的疾病，包括耳聋、面部骨骼缺陷和虹膜色素沉着的改变。manbet手机版另一种发育基因突变会导致虹膜完全丧失，这种情况被称为无虹膜。