四膜虫（分布在淡水中的单细胞真核生物）
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更新时间：2023-05-19
四膜虫
分布在淡水中的单细胞真核生物
基本信息
| 中文名 | 四膜虫 |
| 拉丁学名 | Tetrahymena |
| 界 | 动物界 |
| 门 | 纤毛虫门 |
| 纲 | 寡膜纲 |
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简介
四膜虫黑白
四膜虫
原生动物门寡膜纲膜口目四膜科四膜虫属的通称。已知有10余种。体长40～60微米，成倒卵形或梨形。口位于腹面前方正中，体表被以纵纤毛带，口后纤毛带一般为2条。胞肛和2个伸缩泡孔均位于细胞后端。无性生殖为横分裂。有性生殖为接合生殖。核子核分裂分化产生新的大小核，两细胞分开、分裂。世界性分布，主要产自淡水，也有的生活于咸水或温泉中。四膜虫能在无菌的液体培养基中生长繁殖，长期以来用它为材料做了大量营养生长和药物学方面的研究，是真核细胞基因工程研究的理想材料。四膜虫（Tetrahymena）是一种营自由生活的单细胞真核生物，隶属于原生动物门中的纤毛亚门寡毛纲膜口目，广泛分布于全球各地的淡水环境中。在过去的50年中，以四膜虫为实验对象在基础生物学研究中取得了一系列突破性的成果，如端粒与端粒酶的发现、获得诺贝尔奖的核酶发现和组蛋白翻译后修饰功能的发现等。同时，四膜虫作为第一种实现细胞同步化的真核生物可以进行无菌纯培养，而且生长快（2－2.5小时一代）；比较基因组的研究也显示嗜热四膜虫较酵母等模式生物和人类具有更高程度的功能保守性；加之四膜虫中已建立了成熟的基因操作技术。因此，四膜虫是开展真核生物基因功能研究的良好模式生物，基因芯片分析平台的建立将有力推动利用四膜虫在基因组水平开展真核生物重要代谢通路及基因调控网络的研究工作。
生殖方式
四膜虫的生殖方式分为有性生殖和无性生殖两种。在外界营养成分不足时，可以引起四膜虫
四膜虫
七种性别
四膜虫交配时，其后代的性别可能和其父母的性别都不一样——有7种可能的性别。研究人员发现了四膜虫中决定其后代性别的复杂DNA特性，并确认了性别形成是随机的。该结果发表在3月26日的《科学公共图书馆—生物学》上。
在四膜虫通过接合产生子代时，子代的体核在发育过程中需要在6种残缺的基因对中挑出一种，并组装成完整的基因对，才能使子代呈现对应的交配型。研究者发现，这一交配型选择过程是随机的——在子代的体核发育过程中，上述串联的交配型基因序列会发生一系列随机的剪切-连接反应。6种残缺的基因对中的5种会随着反应的进行被删掉，而剩下的一对则会与II型的MTA末端序列以及III型的MTB末端序列组装，形成具有功能的完整MTA/MTB基因对。
研究人员称，由于交配模式会帮助四膜虫识别其他不同的性别，这个发现会帮助他们了解包括人类细胞在内的其他物种细胞如何识别那些与其自身不同的细胞
自身交配繁殖：
四膜虫
目前，研究人员发现了四膜虫中决定其后代性别的复杂DNA特性，并确认了性别形成是随机的。
研究人员将报告发表在3月26日的《科学公共图书馆―生物学》上。
每一只四膜虫都有其自身性别或交配模式的基因――存在于其常规的细胞核中，同时也带有另一个仅用于繁殖的细胞核。
这种“生殖核”不完全包含7种交配型基因，经过剪切、粘贴的过程，最终会留下1个完整的基因，其他6种会被淘汰。重新调整过的DNA成为四膜虫下一代常规细胞核的一部分，并会决定其交配模式。
研究人员称，由于交配模式会帮助四膜虫识别其他不同的性别，这个发现会帮助他们了解包括人类细胞在内的其他物种细胞如何识别那些与其自身不同的细胞。
科研用途
四膜虫易于在实验室里培养，因此四膜虫从早年开始即是一种实验生物学上所使用的模式生物(model organism)，用这种生物当作范例与工具，研究各种基础生物学的现象。由于可以大量培养四膜虫，所以它适于作为生化纯化分析的材料来源。现代的分子生物技术与分子遗传操作法也已经成功地使用在四膜虫上，研究人员可以把DNA克隆入四膜虫细胞中，这些DNA可经由同源重组互换的方式将染色体上的基因敲除(knock-out)，或在特定的基因座上将基因置入(knock-in)，因此四膜虫也适于借由遗传工程技术来解析基因的功能。近年来，四膜虫大核的基因体(genome)也已经完成定序，所以在进入基因体时代的今日与后基因体时代，生物学家仍可以持续以四膜虫为材料进行研究。
四膜虫细胞最大的特点是在一个细胞中有两种核：小核和大核。具有众多染色体的四膜虫大核好比一个丰富的资源库，为研究遗传物质DNA代谢所需的分子提供了基础。这也是作为染色体末端的端粒最早在四膜虫中发现的重要原因。
在过去50年中，科研人员在以四膜虫为实验对象的基础研究中取得了一系列突破性成果。如20世纪60年代第一个微管动力蛋白的发现、70年代端粒的发现、80年代核酶与端粒酶的发现、90年代组蛋白乙酰化翻译后修饰功能的发现成为当下热点研究表观遗传学的经典文献之一、大核DNA重整中RNAi机制的存在作为共同发现者被评为2002年美国Science杂志十大科学发现之一
四膜虫
