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中科院水生所:神奇小鱼演绎生命奥秘
发布日期:2022-04-18 21:09   来源:未知   阅读:

  斑马鱼,因全身布满多条深蓝色条纹似斑马而得名。这种看似不起眼的生物,却是撬动许多学科发展的基础——其基因和人类基因相似度超过70%,因此被应用在生命科学、健康科学和环境科学等领域的研究中。

  1月27日,湖北日报全媒记者探访了中国科学院水生生物研究所的国家斑马鱼资源中心,这里保藏着各类斑马鱼品系总计1970种,是国际学术界公认的全球三大斑马鱼资源库之一。在其支撑和推动下,我国成为全球第一大斑马鱼研究产出大国。

  数十排一人多高的养殖架依次排开,透明鱼缸紧密有序地摆放着。“这里的设备容量约为20万尾,我们养殖了300多种品系的活鱼。”高级工程师潘鲁湲博士指着不同颜色的斑马鱼告诉记者,斑马鱼本身有深蓝色条纹的,红色和绿色的鱼都分别用荧光蛋白标记了肌肉组织,透明的鱼则因为两种调控色素生成的重要基因被突变了。

  看似平静的鱼房里,每天都在演绎着快速成长与繁育。斑马鱼体型小,仅有3―5厘米,便于养殖;每周都可产卵,一对亲鱼可产数百颗,易于构建基因突变和转基因模型;基因与人类基因组相似度高,超过80%的已知人类致病基因在斑马鱼中有同源基因,利于人类疾病研究;生长的头3天完全透明,便于活体观测;生长快,24小时内完成早期发育,3个月性成熟。它们可模拟多种影响人类健康的重大疾病,比如人类贫血、糖尿病、视网膜变性、肌无力症、恶性肿瘤和阿尔茨海默病等,帮助科学家筛选新药。

  这些小鱼在水缸中不停地游动着,仿佛不知疲倦。春节期间,国家斑马鱼资源中心采取轮流值班制,每天都有工作人员给斑马鱼正常喂食,巡视鱼房、实验室、精子冻存间,保证斑马鱼一日三餐的营养和生长、保障水电设备的安全、水循环维生系统和超低温精子冻存库的全天候安全运行等。

  “斑马鱼品系资源创建和维护工作看起来很繁琐,但这是基础研究工作的基础,工作中多扎实多认真,同事们都觉得还不够。”潘鲁湲告诉记者,这一研究工作持续性很长,成果在10年甚至20年后都会是科学家们使用的资源,稍有疏忽,就可能给未来科研工作留下漏洞。

  国家斑马鱼资源中心于2012年10月在中国科学院水生生物研究所成立。2013年开始,在中国科学院院士朱作言、孟安明号召下,国内30多家实验室先后加入到斑马鱼1号染色体全基因敲除联盟。在国家“十三五”科技创新成就展上,由中国科学院水生生物研究所牵头完成的成果——“建成自主知识产权的大规模斑马鱼定向突变体库”入选基础研究展区,出现在生物科技相关成果的第一块展板上。

  记者获悉,国家斑马鱼资源中心正领衔开展国家重点研发计划“发育编程及其代谢调节”重点专项——“斑马鱼发育与代谢突变体库的系统创制”的项目研究。该项目首席科学家孙永华研究员介绍,该项目由全国21家机构的30多家实验室参与,计划构建1000个以上基因的突变体和100个以上特异性转基因品系,并刻画其表型。

  据介绍,这一项目拟以组织特异的荧光蛋白转基因品系等为基础,规模化敲除斑马鱼发育代谢相关基因,从早期胚胎发育、血液发育、心血管发育和再生、内胚层器官发育和代谢、神经发育和功能、生殖与生理等角度入手,明确纯合突变体表型,建立表型数据库;攻克斑马鱼基因功能研究领域一些公认的技术难题,揭示重要因子参与发育与代谢的分子机理等。所有突变和转基因品系将保藏于国家斑马鱼资源中心,并提供有效共享服务。到项目完成时,中心的资源体量和支撑能力必将迈上又一个新台阶。

  “虽然我国现已成为全球第一大斑马鱼研究产出大国。但最初大家参与到这项工作时,根本没有过多考虑后续成果产出。”潘鲁湲告诉记者。孙永华研究员常跟大家讲,从事基础研究工作一定要不忘初心,目标单纯,先扎扎实实把事情做好,而不是总想着去获得什么。