秀麗隱桿線蟲
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| Caenorhabditis elegans Maupas, 1900 |
秀麗隱桿線蟲(Caenorhabditis elegans, pronounced kyne-no-rab-DYE-tis，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Sydney Brenner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)。
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還是最簡單的有神經系統(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的標本存活過了哥倫比亞號太空梭(Space Shuttle Columbia)在2003年2月的爆炸事故時，頓時成為新聞的焦點。
[编辑] References
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- Bird, A.F, and Bird, J., 1991. The Structure of Nematodes. Academic Press, Inc., San Diego, pp 1, 69-70, 152-153, 165, 224-225.
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- The C. elegans Sequencing Consortium, 1998. Genome sequence of the nematode C. elegans: a platform for investigating biology. Science 282: 2012-2018.
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