扬大选育出爆款斑马鱼传说中的水中小
如果你不是水族玩家,有人说起斑马鱼,你大概也会跟我一样,一脸的问号:“斑马鱼?什么样子?”
在扬州大学动物科学与技术学院的水产实验室,就有人专门饲养斑马鱼。研究人员在实验室饲养斑马鱼,当然与众不同。这里的每一尾斑马鱼,都承担着包括国家重大科技专项、国家自然科学基金、畜牧学国家重点培育学科等实实在在的科研项目任务。
动科学院副教授高波称,实际上,斑马鱼是国际上非常重要且流行的一种模式生物,但还不为很多人熟知,“其实,它们就跟人们熟悉的实验小白鼠一样,只是它作为实验动物主要为高校和科研院所的研究人员所熟知,不为一般大众所了解。”
斑马鱼de名片
俗称:水中小白鼠
个头:很小
饭量:很“秀气”
长身体:真心不愁长
生活能力:对水质要求不高,皮实好养
终极任务:为人类实验研究鞠躬尽瘁
研究人员通过在显微镜下进行遗传操作,可制作所需斑马鱼
斑马鱼之家
模拟热带鱼生长环境
实验室养有上千尾
虽然比小白鼠进入实验室的时间晚,但斑马鱼已成为生命科学研究中最为常用的模式生物之一,堪称研究者做研究用的“神器”。
作为一款研究用的“神器”,斑马鱼是一尾什么样的鱼?
昨日,冷雨天,走进动科学院的斑马鱼饲养室,眼睛上立马蒙上了一层雾。屋内的热浪,让人感受到温暖。饲养斑马鱼的硕士研究生舒恒说,斑马鱼是一种原产地在南亚次大陆的热带鱼,室内要保持一种常温状态,“冬天,室内的温度要保持在26℃-27℃。”
饲养室并不大,不到20平方米,斑马鱼就养殖在一个个长20多厘米高10多厘米的水族箱中。“一共有多条,我们根据试验需要,可随时繁殖,增加斑马鱼数量。”
水族箱中的斑马鱼,成年的个体,从头至尾也仅长3厘米左右,小巧秀气;斑马鱼好动,因此要用手机拍摄到一张非常清晰的照片很难。
这种小鱼的名字,之所以与草原上的大斑马扯上关系,原因在于它们身上的条纹,“看上去有斑马的感觉。”
扬大实验的转基因荧光斑马鱼
在纯正野生斑马鱼基础上
精心培育出“白斑马”
水族玩家一定知道,斑马鱼有一些突变的品种,一些突变的斑马鱼,色彩鲜艳,成为水族中的“宠儿”。
研究人员眼中的斑马鱼“宠儿”,与色彩鲜艳的斑马鱼相比,略显平淡。“我们实验室饲养的斑马鱼,一种是来自国家斑马鱼资源中心的TU品系野生斑马鱼,由德国图宾根大学(UniversityofTübingen)培育,简称TU系,这是研究上通用的斑马鱼品系。”高波说,TU品系野生斑马鱼的“血统”纯正,便于评估研究。
在TU品系野生斑马鱼的基础上,扬州大学动科学院还选育出了自己的“白斑马”,称为YU系,“相比TU品系野生斑马鱼,YU系要白一些,条纹要浅很多。”
有了TU品系野生斑马鱼,为何还要选育“白斑马”?高波说,这是为了更加方便试验,“比如我们要在同一个水族箱中做一个对比试验,如果只有一种斑马鱼,在作科学研究时很难寻找观察,而有两种不同颜色的斑马鱼,一下就能分辨出来。”
成年斑马鱼
斑马鱼之性情
俗称“水中的小白鼠”
具有实验动物很多优点
通俗来说,斑马鱼就是“水中的小白鼠”。高波说,斑马鱼天生具有作为试验动物的很多优点,“科研“神器’的名头是有缘由的。”
一、斑马鱼很小,体型小意味着吃得少,饲养成本很低,“饲料成本基本可以忽略不计”;体型小,意味着所需要的空间小,“上千条斑马鱼,所需的面积不到20平方米,节省了实验室空间资源”;而饲养斑马鱼唯一需要较大的花费是用水电,“比如冬天、夏天都需要开空调保持室温恒定。”
二、斑马鱼比较容易饲养,它们适应能力强,对水质要求不高,通过一定的配方,配制成的“人工海水”都可以饲养,“水族玩家一般说它‘皮实好养’”。
三、斑马鱼的胚胎48小时内完全透明,2天以后7天以前,即使不完全透明,但也可通过技术处理,看清它的发育过程,“透明意味着观察方便,有利于研究。比如通过胚胎发育过程,可以让我们更好了解生命(包括人类)的发育。”
四、斑马鱼发育迅速,从胚胎开始发育到主要脏器形成只要28小时;从胚胎到幼体只需要7天时间;孵化后的斑马鱼,3个月就“成年了”(性成熟)。“这意味着,斑马鱼繁殖一个世代只需要3个月,与狗、猪、猴子等试验动物相比,研究时间大大缩短了。”
五、斑马鱼属于脊椎动物,与人类有着许多的共同基因,斑马鱼已完成了基因组测序,斑马鱼的生物信息也“透明”了,通过研究斑马鱼基因,可以为人类相关研究提供重要的参考。
斑马鱼之精神
与人类基因相似度极高
可打乱基因“替难”研究
作为实验动物(模型生物),斑马鱼的地位已非常重要。在我国,为了服务广大斑马鱼研究学者,在国家科技部和中国科学院的支持下,建立起了国家斑马鱼资源中心,该中心以模式动物斑马鱼品系(突变和转基因斑马鱼)和相关资源的搜集、创制、整理、保藏和分享为主要任务。
作为实验动物,斑马鱼可作为检测转基因效率、基因功能、基因调控机制的重要研究平台。斑马鱼的基因与人类基因相似度达到87%,研究人员还可以通过一定的技术方式打乱斑马鱼的基因,来人为塑造“基因突变”的斑马鱼,并观察研究突变体的生长发育等变化,从而为了解人类基因功能提供参考。
动科学院研究人员饲养斑马鱼,目的是用斑马鱼测试转座子的转座效率(也称跳跃基因,能够在宿主基因组中自主移动的基因片段),以此来开发一种高效的转基因工具,该实验室也在国家重大科技专项(转座子介导安全高效基因编辑技术研究)研究中发挥了重要作用。
相比实验小白鼠,斑马鱼在药物筛选上更具成本小、效率高的优势。
“现代医药发展非常快,每年都要测试成千上万的新药。”高波说,药物的筛选,毒性试验和效果评估都需要实验动物,斑马鱼具有发育迅速的特点,饲养成本低,世代短,可以让测试效率更高,尤其适合进行大规模的药物毒理和效果筛选。
斑马鱼的基因与人类基因相似度很高,这意味着在它身上得出的水质监测结果,多数情况下都适用于人类。香港水务署利用斑马鱼研发新的生物感应预警系统已经成功进行水质检测,可以在1小时内检测逾种水中有害物质,且成本很低。
记者向家富文/图
(本文转载自《扬州网》)
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