百年历史,六个诺贝尔奖,实验室的无冕之王
你很可能对果蝇——这些从你的水果上飞起来时聚成一团云雾的懒洋洋的小东西很熟悉。或许它们很让人讨厌,但事实上,这些红眼睛的小生灵可是至少六个诺贝尔奖的得主。
这个家族的拉丁文名字是Drosophila,即“热爱晨露的家伙”,这听起来比果蝇诗意多了,并且反映了一个事实——这些昆虫原本栖息在温暖潮湿的热带气候里。今天,果蝇家族的许多物种遍及全世界(除了南极洲)。
这些不经邀请就出现在中国人厨房里的物种有一个共同特征,就是它们能够在正在腐烂、发酵的有机物,比如堆肥、熟过头的水果,或者罐装啤酒剩的底里旺盛地繁衍。它们会在那里产下卵,然后以打破纪录的速度发育。
诚然,它们很讨人厌——我们更希望昆虫别动我们的食物,而是安于户外的生活。但是这些翅膀轻盈的小动物其实比你可能认为的更加重要。事实上,黑腹果蝇(Drosophilamelanogaster)是实验室的无冕之王,作为研究和实验的关键一员已经有多年了。
果蝇拥有一大堆使它们特别适合研究的出色特性:它们很廉价,容易在实验室饲养,以超声速的节奏生活,还拥有不计其数的后代。此外,我们对这个物种的遗传物质或者叫DNA有着很好的了解,在年就已绘制出了它完整的基因图谱。
不是想冒犯谁,但我可以说,人类基因与果蝇基因的近似程度比我们想象的更大。举个例子,一项研究检视了人类身上精选的一组与疾病相关的基因序列选段,发现其中的77%也出现在果蝇身上。正是这种相似性让对果蝇的研究成为理解各种各样的,甚至是出现在人类身上的现象的一个如此有用的途径。
在染色体及其特征传递的方式上,果蝇教会了我们许多。这让托马斯·亨特·摩尔根(ThomasHuntMorgan)在年赢得了诺贝尔奖。
过了13年,在被大量的辐射蹂躏过后,这种小蝇子与赫尔曼·穆勒(HermannMller)因揭示了辐射会导致突变并造成遗传损伤而又一次赢得了诺贝尔奖(年)。
年,诺贝尔生理学或医学奖又一次花落我们这个长着翅膀的小朋友家,与之一道的是一支强大的三人团队,他们做了范围相当广泛的研究工作,揭示了基因是如何在胎儿生命的早期阶段控制发育的。
接着在年,诺贝尔奖颁给了对果蝇嗅觉系统的研究,而在年,则颁给了对它的免疫防御的研究。
年,果蝇获得了它迄今为止的最后一次诺贝尔奖——这一次是颁给了对控制生命体昼夜节律的内置时钟的研究。最近的这些奖项特别好地说明了果蝇研究可以在很大程度上代换到人类身上。
就连我们在果蝇身上发现的最烦人的事情——它会受正在发酵的,尤其是含有酒精的东西的吸引——原来也是有用的。
对果蝇“嗜酒性”的研究是一项严肃且重要的工作,但同样涉及很多与人类的类比,这一定会让慕尼黑啤酒节上的对话热烈起来的。就好比酒精过量会让雄性果蝇变得黏人,对交配狂热,同时又降低它们交配成功的概率。再比如当雄性果蝇在约会市场上出局时,它们会比成功交配了的对手喝得更多,来“借酒浇愁”。
仿佛这还不够似的,果蝇还在增进我们对像癌症和帕金森病这样的疾病,以及失眠和时差综合征这样的现象的了解,所以下次你再发现自己在厨房里咒骂这些小苍蝇的时候,可能就得拿出点尊重来了。在架设一个合适的果蝇陷阱时,或许你至少可以向生物制药研究中最重要的生物之一轻轻地道一声小小的感谢。
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