モデル生物
モデル生物とは、基本的な生命現象を理解するために、長年にわたって研究され、多くの知識を蓄積してきた非ヒトの生物種である。モデル生物での発見が、他の生物の働きを知る手がかりになることが期待されています。
特に、モデル生物は、ヒトでの実験が不可能な場合や倫理的に問題がある場合に、ヒトの病気の原因や治療法の可能性を探るための動物実験に広く用いられている。
この戦略は、すべての生物に共通点があるからこそ可能なのです。これらの生物が類似しているのは、進化の過程で代謝経路や発生経路、遺伝子が保存されているという共通の家系を持っているからです。
大腸菌 はグラム陰性原核生物のモデルである
遺伝学の実験対象として最も有名なキイロショウジョウバエ
遺伝学におけるモデル生物
キイロショウジョウバエは、遺伝学に初めて利用された動物の一つである。現在では、真核生物の中で最も広く利用され、遺伝学的に最もよく知られた生物の一つである。
すべての生物は共通の遺伝子システムを使っています。ミバエの転写と複製を理解することは、ヒトを含む他の真核生物におけるこれらのプロセスの理解に役立ちます。
X連鎖の研究により、遺伝子が染色体上に存在することが確認された。連鎖形質の研究により、染色体上の遺伝子座の地図が初めて作成されました。ショウジョウバエの染色体地図を初めて作成したのは、アルフレッド・スターテバント（Alfred Sturtevant）です。
キイロショウジョウバエは、生物学研究、特に遺伝学と発生生物学の分野で最も研究されている生物の一つである。その全ゲノム配列が決定され、2000年に初めて公開された。
卵から幼虫、成虫までの発生について多くのことが分かっているため、発生遺伝学（エボデボ）の重要なモデルとなっている。メタゾアの発生を制御するhox遺伝子（ホメオボックス）は、まずショウジョウバエで研究された。
大腸菌
1946年、ジョシュア・レダーバーグとエドワード・テイタムは、大腸菌をモデル細菌として、バクテリア・コンジュゲーションと呼ばれる現象を初めて報告した。
大腸菌は、ファージ遺伝学を理解するための最初の実験に不可欠な存在であり、シーモア・ベンザーなどの初期の研究者は、大腸菌とファージT4を使って遺伝子構造のトポグラフィーを理解した。ベンツァーの研究以前は、遺伝子が直線的な構造なのか、それとも枝分かれしたパターンを持っているのかは分かっていなかったのです。
大腸菌は、最初にゲノム配列が決定された生物の一つであり、1997年に大腸菌K12の全ゲノムが「Science」誌に発表された。
1988年にリチャード・レンスキーが始めた大腸菌を用いた長期進化実験により、大きな進化の転換を実験室で直接観察することができるようになった。
その他のモデル生物
- ウイルス
- ファージ・ラムダ
- タバコモザイクウイルス
- プロテスタント
- Emiliana huxlei: モデル植物プランクトンとして広く研究されている球殻藻類。
- クラミドモナスラインハルディティ
- 菌類
- アスペルギルス・ニデュランス
- クラッサ
- 植物
- シロイヌナズナ
- Zea mays トウモロコシ
- Pisum sativum, エンドウ豆
- 動物
- 線虫
- 小麦粉を食べる虫「Tribolium castaneum
- きいろしょうじょう
- マウス
- ノルウェーラット
質問と回答
Q: モデル生物とは何ですか?
A:モデル生物とは、基本的な生命現象を理解するために、長年にわたって研究される人間以外の生物種のことを指します。
Q: なぜモデル生物は研究されるのですか?
A: モデル生物は、他の生物の働きを知るために、その生物に関する多くの知識を蓄積するために研究されます。
Q:モデル生物での発見に期待することは何ですか?
A:モデル生物の発見によって、他の生物の働きを知ることができるようになることが期待されます。
Q:モデル生物は動物実験にどのように使われていますか?
A: モデル生物は、ヒトを使った実験が不可能な場合や倫理的に問題がある場合に、ヒトの病気の原因や治療法を探るための動物実験に広く利用されています。
Q: 動物実験にモデル生物を使用できるのはなぜですか?
A: 動物実験におけるモデル生物の使用は、すべての生物に類似性があることから可能になっています。
Q: なぜ、すべての生物は似ているのですか?
A: すべての生物は、進化の過程で代謝・発生経路や遺伝子が保存され、共通の子孫を持つため、似ています。
Q: 進化の過程で代謝・発生経路や遺伝子が保存されることの利点は何ですか?
A:代謝・発生経路や遺伝子が進化の過程で保存されることの利点は、生物間の類似性が保たれることで、動物実験にモデル生物を使用することが可能になることです。
