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资源|七大模式生物数据库

日期:2019-08-29 10:37:28

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模式生物指的是可用于研究与揭示生命体某种具有普遍规律的生物现象的一类生物。选定为模式生物的物种一般有3大特点。一是有利于回答研究者关注的问题,生理特征能够代表生物界的某一大类群;二是世代短、子代多、易于在实验室内饲养繁殖、遗传背景清楚;三是容易进行实验操作,特别是遗传操作以及表型分析。

 

 

 

基于此,模式生物学也应运而生,该学科就是利用模式生物来研究生物学问题的学科,由于生物进化的保守性,从一种实验生物得到的有关基因性质或功能方面的信息往往也适用于其他生物。因此研究人员可以利用一些技术上更容易操作的生物来研究高等生物的生物学问题。

本文中,我们整理了目前认可度比较高的模式生物常用数据库,希望能给您在模式生物选定中提供便利。


7大模式生物数据库阅读指引:
1、小鼠-MouseGenome Informatics
2、黑腹果蝇-FlyBase
3、大鼠- RatGenome Database
4、非洲爪蟾-Xenbase
5、斑马鱼-Zebrafish Information Network
6、拟南芥 - TheArabidopsis Information Resource
7、面包酵母-Saccharomyces Genome Database

 

 

小 鼠

Mouse Genome Informatics
网址:http://www.informatics.jax.org/mgihome/projects/aboutmgi.shtml

 

 

小鼠,亦称小白鼠,是由小家鼠演变而来,属于脊椎动物门、哺乳纲、啮齿目、鼠科动物。小鼠具有体小、饲养管理方便、易于控制和繁殖快等特点。一般出生后3周即可断乳。它广泛分布于世界各地,经过长期人工饲养选择培育,目前已拥有大量的具有不同特点的近交系、突变系和封闭群,并已形成多种国际公认的标准品系,被广泛应用于各种营养学实验研究中。

 

 

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小鼠个体小,体表面积相对较大,喜群居于光线较暗的环境,昼伏夜动。杂食,无汗腺,对环境适应性差,辨色能力弱,听觉嗅觉敏锐。有多种毛色。它是生物学和医学中最重要的模式生物之一。科研人员根据目前大量小鼠研究数据建立了一个名为MGI(Mouse Genome Informatics)小鼠数据库。该数据库如下图所示:
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MGI是深得广大科学家们好评的实验室小鼠的数据库。该数据库整合了小鼠的遗传组、基因组和生物学数据,旨在促进人类健康和疾病的研究。例如,我们在搜索框中搜索TP53后,页面上会出现一系列的信息,包括遗传信息、相关疾病、突变、等位基因和表型、不同组织中的表达水平及与其他互作蛋白。除此之外还包括基因(GO)注释信息、序列和蛋白质信息及相关分子试剂。

 

 

 

 

 

黑腹果蝇

 

FlyBase
网址:http://www.informatics.jax.org/mgihome/projects/aboutmgi.shtml

果蝇广泛地存在于全球温带及热带气候区,由于其主食为酵母菌,且腐烂的水果易滋生酵母菌,因此在人类的栖息地内如果园,菜市场等地区内皆可见其踪迹。果蝇属于果蝇科果蝇属昆虫。除南北极外,目前已被发现了的果蝇约1,000种。大部分的物种以腐烂的水果或植物体为食,少部分则只取用真菌,树液或花粉为其食物。

果蝇被广泛用作遗传和演化的室内外研究材料,尤其是黑腹果蝇易于培育。黑腹果蝇也称黑尾果蝇(学名:Drosophila melanogaster),是被人类研究得最彻底的生物之一,为模式生物。其名字源于它喜好腐烂的水果以及发酵的果汁。

黑腹果蝇在1830年首次被描述。而它第一次被用作试验研究对象则要到 1901年,试验者是动物学家和遗传学家威廉·恩斯特·卡斯特。他通过对果蝇的种系研究,设法了解多代近亲繁殖的结果和取自其中某一代进行杂交所出现的现象。1910年,汤玛斯·亨特·摩尔根开始在实验室内培育果蝇并对它进行系统的研究。之后,很多遗传学家就开始用果蝇作研究,并且取得了很多遗传学方面的知识,包括这种蝇类基因组里的基因在染色体上的分布。截至2017年,已有8项诺贝尔奖是与果蝇的研究相关。

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FlyBase是一个在线生物信息学数据库,主要存储的是昆虫家族果蝇科的遗传和分子数据的。FlyBase包含完整黑腹果蝇基因组信息,而且每年会根据最新研究更新几次。另外,该数据库还可以搜索上个世纪果蝇遗传学研究的参考书目。根据参与科学家可以搜索当前研究人员的信息以及当前研究人员之间关系图。此外,该网站还提供了一个大型图像数据库,展示了全基因组和一些详细介绍胚胎发生的视频。

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大 鼠

RatGenome Database

网址:https://rgd.mcw.edu/

大鼠(Rat;Rattusnorvegicus)是鼠科多种啮齿动物的统称,常指本科多种不相关物种,其中褐鼠是最常见的大鼠之一。习性与小鼠类似,但在激怒、袭击抓捕时易咬手,尤其是哺乳期的母鼠更凶险,常会主动咬工作人员喂饲时伸入鼠笼的手。大鼠对实验条件反应较为近似,被誉为精密的生物研究工具,被广泛用于内分泌、药物、行为学、老年病学、肿瘤、感染性疾病、心血管疾病及中医药等方面的研究,并具有多个品种、品系,可供不同实验选用。

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大鼠基因组数据库(RGD)成立于1999年,是大鼠基因组学、遗传学、生理学表型、疾病和功能数据的首选,没有之一。而且,这个数据库有个很贴心的地方,里面包含了大鼠、人和小鼠基因组学对比数据,为广大科学研究者提供了跨物种数据比较。另外,大鼠基因组数据库RGD具有强大的在线分析和可视化功能。

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非洲爪蟾

 

Xenbase
网址:http://www.xenbase.org/entry/

非洲爪蟾(African clawedfrog),又称爪蛙,是一种原产于撒哈拉以南非的水生青蛙,是一种重要的模式生物。目前已发现20余种,其中,非洲爪蟾和热带爪蟾是研究最热的两个种属。它们是脊椎动物胚胎学和发育、基础细胞和分子生物学、基因组学、神经生物学和毒理学以及模拟人类疾病的重要研究对象。

它们可以长达12厘米,头部及身体扁平,呈蛋型和流线型,没有外耳或舌头。其后脚上有3趾短爪,是用来挖泥来躲避掠食者。由于没有舌头只能利用其前肢搅食水中的脊椎动物,自然条件下非洲爪蟾以小鱼、虾、蟹、昆虫为食,进食时常迫不及待地用前肢的三只长爪将食物拨进口中。
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Xenbase数据库是从1999年开始开放,推出了X.laevis和X. tropicalis Xenopus两个品种。它旨在为全球科研工作者提供更全面、综合性强且易于使用的网络的资源。该数据库里面包含了目前所有研究中非洲爪蟾的基因组、表达和功能信息。
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斑马鱼

Zebrafish Information Network
网址:http://zfin.org/
斑马鱼(Barchydanio reriovar),又名蓝条鱼,是淡水水族观赏鱼,原产于印度、孟加拉国,因全身布满多条深蓝色纵纹似斑马而得名。斑马鱼身体延长而略呈纺锤形,头小而稍尖,吻较短。它也是科学研究中普遍使用的脊椎动物模式生物,特别是在人类疾病中。斑马鱼和人类基因有着87%的高度同源性,作为模式生物的优势很突出。此外,斑马鱼有两只眼睛、一只嘴、脑、脊髓、肠、胰腺、肝脏、胆管、肾、食道、心脏、耳朵、鼻子、肌肉、血液、骨头、软骨和牙齿,而且与这些表型相关的基因和关键途径在人类和斑马鱼之间是高度保守的。这意味着其实验结果大多数情况下适用于人体。常可用于水质环境的监测。
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斑马鱼信息网络(ZFIN)是国内科学工作者1994年在冷泉港斑马鱼遗传学和发展会议上组建的,旨在为斑马鱼研究人员提供了一个在线数据库。该数据库主要由两个主要部分组成:一是最新研究进展新闻公告及基因命名指南和解剖学信息等生物资源。二是关系数据库,包含由斑马鱼研究实验室直接提交的生物数据和从科学文献中提取的数据。
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拟南芥

 

 

 

 

 

The Arabidopsis Information Resource
网址:https://www.arabidopsis.org/index.jsp
拟南芥,又名鼠耳芥,是一种细长而直立的小型开花植物,羽状多叶,茎高度达40厘米。拟南芥是芥菜家族的成员,常见的卷心菜和萝卜也属于这个家族。拟南芥不具有重要的农艺学意义,但常被广泛用作植物生物学中的模式生物。因为拟南芥的形态个体小、生长周期快、基因组小但种子多,是有花植物的遗传、细胞、分子生物学研究的首选模式生物。
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拟南芥信息资源(TAIR)保存了拟南芥的遗传和分子生物学数据。可从TAIR获得拟南芥的完整基因组序列、基因结构和因产物信息。此外,该数据库还收录了拟南芥的基因表达、DNA、基因组图谱、遗传和物理标记信息。不仅如此,该数据库还是拟南芥的种子库。
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酵 母

Saccharomyces Genome Database
网址:https://www.yeastgenome.org/
酵母,泛指能发酵糖类的各种单细胞真菌,是一种肉眼看不见的单细胞微生物,能将糖发酵成酒精和二氧化碳,一种典型的异养兼性厌氧微生物。经常被用于酒精酿造或者面包烘培行业。酵母菌细胞宽度(直径)约2~6μm,长度5~30μm,有的则更长,个体形态有球状、卵圆、椭圆、柱状和香肠状等。酵母菌的生殖方式分无性繁殖和有性繁殖两大类。因酵母属于简单的单细胞真核生物,易于培养,且生长迅速,被广泛用于现代生物学研究中。如酿酒酵母作为重要的模式生物,也是遗传学和分子生物学的重要研究材料。
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Saccharomyces基因组数据库(SGD)是酵母的分子生物学和遗传学的科学数据库,为芽殖酵母和酿酒酵母提供全面的生物学信息。此外,该数据库还提供了搜索和分析工具,旨在探索这些数据间的功能关系。
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