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모델 유기체의 역사 :과학자들은 언제 동물에 대한 시험을 시작 했습니까?

과일 파리는 최초의 진정한 모델 유기체였습니다. 그 이후로, 많은 다른 동물, 식물 및 미생물이 모델 유기체의 과학적 메나 지에 추가되었습니다.

실험을 설계하려면 많은 생각과 정밀도가 필요합니다. 수학, 물리 및 화학과 같은 영역의 경우, 실험을 설계하려면 연구중인 주제 만 필요합니다. 이 주제는 고통을 느끼지 않거나 샘플에서 샘플로 크게 바뀌지 않습니다 (우리는 여기에서 이상한 양자 물리학의 세계를 무시하고 있습니다.

이것은 생물학 실험이 심각한 장애물에 빠지는 곳입니다.

생물학의 주제는 삶입니다. 삶은 어디에나 있지만 실험하는 것은 악명 높습니다. 모든 종류의 삶은 당황스럽게 다르게 보입니다.

육지에는 잎이있는 식물, 다리 6 마리가있는 곤충, 깃털이 달린 새, 뱀이 썰어지고 걷는 포유류가 있습니다. 바다에서 생명은 훨씬 더 기괴한 형태를 취합니다. 현미경 세계는 단순한 것만 큼 이상합니다. 수년 동안 과학자들은 보편적 인 규칙을 따르지 않는 것으로 보이는이 삶을 연구 할 전망에 당황했습니다.

모델 오르가즘을 사용하는 것이 항상 과학자들이 사용한 전략은 아닙니다. 과거에는 쉽게 구할 수있는 동물이 실험에 사용되었습니다. (사진 크레디트 :UNOL/ SHUTTERSTOCK)

이 다양성을 더 잘 이해하기 위해 과학자들은 삶의 대표자를 선택하기 시작했습니다. 그들은 실험 할 수있는 하나의 유기체를 선택했으며 결과는 다른 유사한 생명체에 다소 적용될 것이라고 진술했다. 이것이 서면으로 간단한 것처럼, 과학이 지구 전체에서 생명을 공부하는 방법을 실제로 이해하는 데 시간이 걸렸습니다.

첫 번째 모델 유기체

많은 역사적 궤적과 마찬가지로, 이것은 고대 그리스인으로 시작합니다. Aristotle과 Erasistratus는 다양한 동물에 대한 해부를 수행함으로써 다른 동물 종 사이의 해부학 적 차이를 발견했습니다. 어떤 동물을 골라야하는지 또는 공부할 특정 측면에 대한 재량은 없었습니다.

남자 (불행히도 그 당시에는 보통 남자 였기 때문에) 과학의 남자는 장난감으로 무차별 적으로 땜질하는 어린 아이들과 같았습니다.

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Mighty Hippocrates와 Galen과 같은 의사는 시체와 함께 일했으며 인간의 상태에 대해 더 많이 배우기 위해 다른 질병을 가진 인간을 연구했습니다. 그들은 현대 의학을위한 길을 닦을 수있는 그들의 관찰에 대한 기념비적 인 논문을 썼습니다.

그러나 인체에 대한 테스트는 단순한 문제가 아닙니다. 윤리적으로, 죽은 시체 (과학자들이 무덤 파는 사람으로부터 죽은자를 불법적으로 사도록 이끌어주는 과학자들)에 해부를 수행하고 살아있는 해부를 수행하기 위해 신성 모독했다. 인간의 형태를 연구하기 위해 많은 사람들이 당시 그들에게 이용할 수있는 가축을 사용하는 데 의지해야했습니다.

고맙게도 생물학적 조사에서 느리지 만 꾸준한 변화가 발생했습니다. 1700 년대와 1800 년대에 과학자들은 특정 유기체에 대한 실험을 시작했습니다. Antoine Lavoisier는 기니피그를 사용하여 호흡이 음식의 연소 유형임을 증명했습니다. 양 (Anthrax와 함께)은 Louis Pasteur의 질병 이론을 공식화하는 것을 선호하는 동물이었습니다.

19 세기 초, 그레고르 멘델 (Gregor Mendel)의 완두콩 상속에 대한 훌륭한 작업의 재발견에 이어 과학자들은 모델 유기체를 적극적으로 찾는 여정을 시작했습니다. 멘델은 어떤 식물이 자신의 시험을 수행 할 것인지 신중하게 고려했으며 그의 일에서 그의 추론을 자세히 설명했다. 멘델의 작업과 현미경 하에서 세상에 대한 열렬한 조사는 의도하지 않은 과학자들이 그들이 일하고있는 삶을보다 신중하게 고려하게했다.

Thomas Morgan Hunt의 Common Fruit Fly를 사용한 연구는 그에게 노벨상을 수상하여 플라이를 슈퍼 스타로 만들었을 것입니다 (사진 크레디트 :Public Domain/Wikimedia Commons)

연구에 사용되는 다양한 동물은 광대했습니다. 아이디어 유기체는 실험실에서 쉽게 구할 수 있고 거주 할 수 있었고, 비교적 쉽게 작업하기 쉬우 며, 가능한 경우 저렴했습니다 (가능한 경우). 더 큰 동물의 왕국 (그리고 더 확장 된 살아있는 세계)의 예로 한 유기체에 대한 작업을 체계화하려는 노력은 없었습니다.

이 질문은 종종 특정한 대답을 제공하는 데 유용 할 수있는 특정 유기체의 사용을 안내했습니다. 일부 동물은 설치류, 개 및 닭과 같은 다른 동물보다 더 자주 사용되었습니다.

과일 파리 - Drosophila Melanogaster

토마스 헌트 모건 (Thomas Hunt Morgan)이 1906 년경 일반 과일 비행으로 작업을 시작했을 때 이것은 모두 변할 것입니다.

Morgan은 Columbia University에서 새로운 Mendelian 상속 분야와 염색체 상속 이론을 조사하기 위해 일하고있었습니다. 그는 마우스와 함께 일하고 코트 색상을 관찰하려고 시도했지만 달성 된 결과에 불만이있었습니다. 어쨌든 (일부는 동료가 추천했다고 말합니다) 모건은 과일 파리를 우연히 발견했습니다. 그는이 파리를 세심한주의와 정밀도로 번식시키기 시작했습니다. 그는 하얀 눈 돌연변이 체가 머리를 높이기 전에 2 년 동안 프로젝트에서 일했습니다.

이 돌연변이 체는 육종가를 명성으로 만들었을뿐만 아니라 자신의 종을 높였다. Drosophila melanogaster 곧 유전학을 연구하려는 실험 연구원들에게 필수품이되었습니다. 작고 번식하고 유지하기가 쉽고 많은 돌연변이가 멋진 장비없이 관찰을 통해 볼 수있었습니다.

Drosophila는 유전학 분야뿐만 아니라 신경 과학 및 발달 생물학에서도 많은 연구원 노벨상을 수여했습니다. drosophila drosophila의 돌연변이 체 유비쿼터스 였고 과학자들이 단순히이 파리를 충분히 얻을 수 없었던 것처럼 보였습니다.

Drosophila melanogaster 최초의 진정한 모델 유기체로 간주 될 수 있습니다. (사진 크레디트 :Sanjay Acharya/Wikimedia Commons)

Drosophila 모델 유기체 갱 중 가장 주목할만한 것입니다. Drosophila 직후 , 과학자들은 다른 모델 유기체를 찾고 사용하기 위해 더 많은 노력을 기울이기 시작했습니다. 이것은 다른 과학적 조사 기간보다 생물학의 기초에 대한 연구를 더 빨리 발전시키는 데 도움이 될 것입니다.

Caenorhabditis elegans 또는 c. 엘레 간스

caenorhabditis el 과학자들은 세포가 어떻게 죽는 지 이해하게했습니다. 오늘날 작고 빠르게 번식하고 쉽게 유지되는 동물은 연구자들이 신경계, 노화 및 사망을 조사하는 데 도움이됩니다.

설치류

케이지에서 멍청한 유명한 실험실 쥐는 모든 종류의 연구에 사용되었습니다. 생쥐와 설치류는 일반적으로 두려움과 매력과 같은 행동을 엄청나게 조사하는 데 도움이되었습니다.

생쥐는 또한 인간과 유 전적으로 공통적으로 많은 것을 가지고 있습니다. 이것은 인간 임상 시험 단계에 도달하기 전에 약물과 백신을 테스트하는 좋은 동물 모델을 만듭니다.

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대장균

더 작은 규모로 효모와 박테리아 대장균 (a.k.a. e.coli ) 더 세포 및 분자 수준에서 질문에 답했습니다.

Arabidopsis thaliana 및 옥수수

식물 식물 분자 유전학의 포스터 아동이되었으며, 옥수수는 바바라 맥 클린 토크 (Barbara McClintock)가 트랜스 포손을 발견했을 때 유명하게 사용되었습니다.

명예 언급

황색 노른자에 박이가있는 닭 배아는 단일 세포가 살아있는 호흡 닭고기가 될 수있는 방법과 새로운 추가 Zebrafish를 탐사하여 신경계와 동물의 행동을 연구 할 때 인기를 얻고 있습니다.

개별 세포주는 본질적으로 발생하는 Zany 및 기괴한 사건 중 일부를 완전히 설명 할 수 없습니다. 두족류 (오징어, 문어 및 노틸러스)는 뉴런을 이해하기 위해 더 강하게 연구 될 수있는 복잡하고 흥미로운 신경계를 가지고 있습니다. 하와이 밥 테일 오징어는 발광 박테리아와 공생 관계를 가지고 있으며 매우 큰 뇌 (적어도 신체 크기).

Planarian Worms, Salamanders 및 Axolotls는 여전히 초기 단계에있는 연구 영역 인 신체 부위를 재생시킬 수 있습니다. 게놈 시퀀싱 비용이 줄어들고 CRISPR과 같은 기술은 더 많은 비 전통적인 유기체를 사용하여 더 깊고 깨달은 방식으로 연구 할 수 있습니다!

이러한 각 유기체는 전 세계 전문가들에 의해 강력하게 연구되고 설명되었습니다. 그들의 게놈은 밝혀졌고 수명주기가 언급되었습니다. 모든 속임수와 팁이 발견되어 과학자들은 전례없는 자유를 자신의 작품에서 창의적으로 만들 수 있습니다.

성게는 배아를 연구하는 데 사용되었습니다. (사진 크레딧 :A. Mertens/ Shutterstock)

결론 :

많은 연구자들이 여전히 동물, 식물 및 미생물을 사용하여 대답을 찾지 만 IPS 세포 (유도 된 다 능성 줄기 세포)와 분리 된 조직 배양을 사용하여 초점을 맞추고 있습니다. 개별 세포주에서 작업하면 연구에서 모델 유기체를 사용하는 윤리적 제약으로부터 자유를 제공합니다. 이들 세포주 및 줄기 세포는 임의의 외부 환경에 배치 될 수 있으며 유전자로 조작하여 분자 및 유전 적 반응의 변화를 볼 수있다.

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그러나 인생은 이상하고 훌륭하고 아직 탐구되지 않은 많은 것이 있습니다.


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