趣味科普模式生物系列在家也能养的水

在前几次给大家介绍的包括线虫、果蝇等模式动物优点虽然都很多,但是它们在用于人类疾病和发育研究中都有一个「致命伤」,那就是它们终究仍是较为低等的无脊椎动物,与人类的基因结构、发育模式等都有着不小的区别。

但是今天给大家介绍的这种模式动物则不一样,这就是斑马鱼(Daniorerio)。斑马鱼作为一种新型的脊椎模式动物,与人类的基因相似度高达87%,因而可以利用其进行广泛的发育生物学和分子发育遗传学的研究,也正是它的突出贡献,也得了一个别名:「水中小白鼠」。

斑马鱼又称为蓝条鱼,因为其体表有暗蓝色和银色的类似于斑马一样的条纹而命名(关于斑马鱼的条纹后文还会细述)。斑马鱼属于鲤科鱼类,同属鲤科的还有我们十分熟悉的鲤鱼、鲫鱼等。斑马鱼的体型较小,成鱼体长约4-6厘米,而且成鱼常年产卵且产卵量大,可达-粒,还是体外受精并发育,因此十分适合进行实验室的大规模养殖与筛选。

实验室中养殖斑马鱼的装置(TheNationalCentrefortheReplacement,RefinementandReductionofAnimalsinResearch)

科研人员收集斑马鱼受精卵

斑马鱼的发育过程也很短,它在受精的0.75个小时后开始进行细胞分裂,至3.25个小时的时候已经分裂有上千个细胞了,在16个小时的时候开始分化出早期的心脏及尾巴结构,至24小时几乎所有的系统都开始了器官发生,受精第5天所有的器官都已经建成并发挥作用,而性成熟为成鱼也只需2-3个月。由于斑马鱼发育过程中胚胎透明,而且再加上这种快速的体外发育优势,为科学家们研究早期器官发育和形态分化提供了极大的便利。

斑马鱼从受精卵至成鱼的发育过程

尽管如此,这种原产于印度、孟加拉的淡水鱼还是直到二十世纪七八十年代时才被发现可广泛用于实验室研究。当然,这还是美国著名遗传学家GeorgeStreisinger的功劳。年在冷泉港召开的研究专题会议正式确立了斑马鱼的模式生物地位。不久后的年,英国桑格研究院正式立项开始斑马鱼全基因组的测序工作,不久之后其基因组草图完成,但其质量仍暂时无法与人类和小鼠基因组相比。随着参考基因组协会的加入,这一项目的主持单位也在定期更新着斑马鱼基因组的拼装,目前的参考序列版本为年发布的GRCz10。当然,最新的GRCz11版本也马上将于今年(年)发布。

斑马鱼全基因组的测序情况(

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