新闻建外14号
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无刺鱼是怎样产生的?
爱吃鱼的人常有这样的烦恼:鲫鱼好吃,刺太多;鳊鱼肉嫩,容易卡喉。不过近日,华中农业大学水产学院高泽霞教授团队找到了控制鱼刺的基因,吃上“无刺鱼”将成为现实。
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年,博士毕业不久的高泽霞选择了一个新课题:让家庭餐桌上常见的鳊鱼有刺变无刺。鱼刺学名叫肌间骨,是由肌膈中的肌腱骨化而来。鱼刺除了在食用时造成麻烦,也是大规模机械化加工的重要障碍。
“创制”无刺鱼的关键是找到调控鱼刺生长起主要作用的基因,也就是主效基因。高泽霞教授向记者描述了寻找鱼刺基因分子表达的情形:他们将每一根细刺从鳊鱼身上小心翼翼挑出来,剔掉结缔组织,在降解之前,快速放进液氮保存,再快速提取RNA,快速进行基因表达。
他们将从鳊鱼身上找到的近50个基因放到标准模式鱼斑马鱼身上做验证,验证的过程有点像拆盲盒,利用基因编辑技术,一个一个依次敲掉这些基因,看鱼刺的生长有无变化、怎样变化。斑马鱼三四个月就可以繁殖一代,能有效加快试验进度,即使如此,验证的过程一干就是7年。
年底的一天,高泽霞团队终于找到了想要的那个主效基因,他们培育出了无刺斑马鱼。几百条鱼无刺的表型非常稳定,再经过几代繁育,后代斑马鱼也都是无刺鱼。可以确定找到的就是主效基因,这是一个所有有刺鱼类都含有的共通基因。
研究人员到底是怎么培育出“无刺鱼”的?
科普作家瘦驼:
首先我们要知道鱼刺到底是什么?在我们国内常吃的一些养殖的鱼类中,鱼刺几乎是必不可少的一部分,因为中国现在淡水的水产养殖无论从产量还是销量,排在前几位的就青鱼、草鱼、鲢鱼、鲤鱼、鲫鱼,还有武昌鱼、鳊鱼等等,它们都有一个共同的特征就是都属于同一个家族——鲤科,这个科的鱼有一个典型的特征就是有发达的肌间骨,通俗来说就是我们说的小鱼刺。
吃鱼的时候其实我们并不太担心大的鱼骨头,大骨头就是脊椎骨和肋骨,这些骨头我们其实比较容易轻松应对。但是我们吃草鱼、鲤鱼,尤其是吃鲫鱼的时候会发现除了大骨头之外,鱼肉里分散着很多小骨头,这些小骨头有的是两个尖,有的是三个尖,而且非常尖利,这些才是让人非常头疼的所谓的鱼刺。这些小鱼刺就是肌间骨,是由肌膈中的肌腱,骨化而来的。
随着最近几十年基因技术的进步,我们才有机会从基因层面上来研究这些肌间骨到底是什么,受什么基因影响产生的,为什么有的鱼有,有的鱼没有,有的鱼多,有的鱼少。从基因角度上能够解决这个问题,我们就可以从根本上努力尝试去减少、甚至消除肌间骨,让某一种原本有肌间骨的鱼表现的没有肌间骨。这样一来,从我们食用的角度来说是非常好的一件事情。
这个问题说起来容易做起来难,需要一个系统性的研究,而且这个研究中我们国家的科学家在扮演非常重要的角色。在基因编辑技术出现之后,科学家们可以定点的针对某些基因进行消除,让这个基因不表达,这个基因就不起作用了,这是非常好的方法。那要做到让这些鱼不产生肌间骨,我们首先就要研究是哪些基因让鱼产生了肌间骨,我们再针对这些基因做所谓的基因编辑或者基因敲除,看看敲掉这些基因之后这些鱼类能不能有正常的生理功能,然后再看这些鱼的肌间骨的数量到底有哪些变化,之后用传统的繁育的方法找到一些比较稳定的品系,这是一个很重要的尝试。
经过测定,虽然鱼刺变化了,可鱼肉中的氨基酸、脂肪酸含量和普通有刺鱼没有显著差异,肉质不变。
目前,高泽霞团队和中科院水生所桂建芳院士团队已经分别在鳊鱼、草鱼和银鲫身上试验了敲除调控鱼刺生长的主效基因,获得的第一代杂合体的少刺鱼生长良好,形态正常,习性和普通有刺鱼没有差异。
武汉的鳊鱼两年一成熟,鲫鱼一年一成熟,再将这些成熟的杂合体少刺鱼经过纯化繁殖一代,到第三代就可以获得纯合体的遗传性状稳定的真正无刺鱼。
这类基因编辑的鱼如果流入自然水体会造成生态破坏吗?
科普作家瘦驼:
基因编辑和转基因有一定的区别,转基因技术是把一个外源的基因转入这个物种当中使其表现出某些优质的性状。而基因编辑并没有增加这个物种基因的数量或者基因的规模,而是将原本的基因做了一些修饰,或者是去掉了某些东西。比如我们今天讨论的例子,它和传统的育种过程非常接近,传统育种就是“优中选优”,这已经在自然界中发生,是被人类利用了将近1万年的一个过程,用基因编辑的方法只不过是加速了这样的过程,它们的从本质上讲是一样的。
无刺鱼什么时候能够走向大众餐桌?
科普作家瘦驼:
最终能不能大规模的推广,这其实是另外一回事。我们让一种鱼的鱼刺变得少了或者是没有了,但是它是不是长得慢了?或者是抗病性降低了?或者养殖更复杂了?因为肌间骨可能和这些鱼尤其是早期的运动能力是相关的,如果基因编辑后没有了肌间骨会不会影响到这种鱼类大规模生产当中的一些性能?这还需要做很多考验。最后还要看成本,如果这种技术养殖的鱼的成本能够被市场接受,那么可能会取得巨大的市场成功,但是如果成本太高,可能就只是一种技术而已,不会成为大家餐桌的一个产品。