发育生物学--发育前言与发育生物学简史.pptVIP

二、细胞理论对胚胎发育和遗传概念的影响 1840, August Weismann提出了生殖细胞论，认为后代个体是通过精子和卵子继承亲本描述躯体特征的信息；卵子是一个细胞，其分裂产生的细胞可分化出不同组织，从而否定了preformation论。 19世纪对Sea Urchin受精卵观察发现，受精卵含两个细胞核，并最终合并为一个细胞核，表明细胞核含有遗传的物质基础。 19世纪末，染色体的发现和发现染色体数目在发育中的变化规律，使孟德尔遗传定律有了物质基础。体细胞的染色体数保持不变，但是在配子形成过程中，二倍体 (diploid) 的前体细胞经过减数分裂 (meiosis) 形成单倍体 (haploid)，两性单倍体配子通过受精形成二倍体的合子，再由合子产生胚胎。揭开了新篇章。 三、发育的嵌合型和调整型 Mosaic development 19世纪80年代, Weismann’s theory: 合子的细胞核中含有大量特殊的信息物质-决定子 (determinants)，在卵裂过程中这些决定子不对称分配到子细胞中去控制子细胞的发育命运。命运在卵裂时就已由合子核信息决定，决定子在核中的分布是分散存在的。核心：强调早期卵裂必须是不对称分裂。由于合子成分的不均匀，其卵裂的结果产生的子细胞彼此之间完全不同。 三、发育的嵌合型和调整型 Mosaic development Roux’s experiment to test Weismann’s theory：热针破坏蛙胚的一个分裂球，存活的另一个分裂球只能发育成为半个胚胎。“蛙的胚胎发育存在嵌合型发育机制，细胞的体征和命运是在卵裂的过程中决定的。” 三、发育的嵌合型和调整型 Regulatory development Driesch’s (Roux’s fellow countryman) experiment: 在海胆两细胞期将两个分裂球分开，得到一个发育正常但个体较小的海胆幼体。首次证明发育过程中存在调整型发育机制。胚胎在局部被排除或受损伤后,可产生胚胎细胞位置的移动或重排, 胚胎仍具正常发育的能力，即胚胎发育是可调节的。 四、诱导 (induction) 现象的发现 1924, Spemann Mangold 胚孔背唇移植实验：将蝾螈原肠胚早期的胚孔背唇移植到另一同期受体胚胎的胚孔侧唇表明，随着受体胚胎的发育，大部分移植组织也内陷进入胚胎内，在原肠胚后期诱导产生了另一个次生胚。胚胎的一种组织可以指导另一种相邻组织的发育。 四、诱导 (induction) 现象的发现 诱导：指一类组织与另一类组织的相互作用，前者称为诱导者(inducer);后者称为反应组织，诱导者可指令临近反应组织的发育。细胞之间的相互作用是胚胎发育的核心问题。 胚孔背唇组织具有调控和组织一个几乎完整的胚胎产生的特殊能力，故称为组织者 (organizer)。 D V D V 四、诱导 (induction) 现象 1935 Nobel Prize 五、遗传学和胚胎学相伴而来 1900年，孟德尔遗传定律研究遗传元素在世代间的传递。 1909年: 荷兰植物学家Wilhelm Johannsen提出基因型和表现型的概念，首次使遗传学和胚胎发育学发生关系。基因型 (genotype): 有机体从双亲获得的遗传信息所赋有的特性。表型 (phenotype): 有机体在不同发育时期表现出来的形态、结构、生化等特征。 基因型控制发育，有机体的表型又受到环境因子和基因型的共同影响。如twins具有相同的基因型，但环境差异导致表型差异。 发育受遗传程序的控制，遗传特性通过发育展现出来。 六、分子生物学和发育生物学的结合 1940s: turning point: DNA是遗传物质，控制蛋白质的合成。 1950s: DNA为双螺旋结构。 1960s: 三联体密码被破解。蛋白质合成调控机制的操纵子学 20世纪70年代：DNA重组技术出现。 20世纪80年代：转基因技术出现。 20世纪90年代：动物克隆技术出现。 世纪之交：HGP。 新的突破：stem cells, proteomics, conditional gene knockout, mutagenesis 有助于回答发育的遗传程序是以何种方式编码在基因组DNA上，编码在DNA上的遗传信息又如何控制生物体的发育等问题。结合模式生物来研究。 Understanding how genes control embryonic development Summary 2000多年前，Arist