南京堯順禹轉(zhuǎn)基因斑馬魚資源

魚的記憶不止7秒鐘，“斑馬魚”還能將記憶傳遞給下一代

會(huì)“發(fā)光”的斑馬魚+“基因剪刀手”！

葉酸是B族維生素的一種 孕期補(bǔ)充葉酸已成為共識(shí) 但葉酸是不是補(bǔ)充得越多越好？ 上海海洋大學(xué)水產(chǎn)與生命學(xué)院祖堯副教授團(tuán)隊(duì)韓旭暉等人研究發(fā)現(xiàn)過量補(bǔ)充葉酸或葉酸攝入不足可能導(dǎo)致斑馬魚胚胎心臟發(fā)育異常。 近期，題為“Precise Dose of Folic Acid Supplementation Is Essential for Embryonic Heart Development in Zebrafish”（精準(zhǔn)劑量的葉酸補(bǔ)充對(duì)斑馬魚胚胎心臟發(fā)育至關(guān)重要）的研究文章在國際綜合生物期刊biology在線發(fā)表。 這項(xiàng)研究首次闡明了葉酸對(duì)早期心臟發(fā)育的作用機(jī)制，并為葉酸的合理補(bǔ)充的劑量提供了科學(xué)依據(jù)。同時(shí)，祖堯團(tuán)隊(duì)還構(gòu)建了葉酸代謝異常的斑馬魚突變體，為葉酸代謝的研究提供了一種新的生物學(xué)模型。 會(huì)“發(fā)光”的斑馬魚揭示發(fā)育異常 為了模擬人類胎兒在母體的發(fā)育環(huán)境，研究葉酸代謝如何影響胚胎心臟的發(fā)育，祖堯團(tuán)隊(duì)選用了具備生長周期短、產(chǎn)卵量大、胚胎透明等優(yōu)點(diǎn)的模式生物斑馬魚開展實(shí)驗(yàn)。 而會(huì)“發(fā)光”的斑馬魚則成為了團(tuán)隊(duì)本次研究的“利器”。這是一種特殊的、帶熒光的斑馬魚（myl7:EGFP和kdrl:mCherry），利于觀察葉酸處理胚胎的發(fā)育全過程。在顯微鏡特定激發(fā)光下，這種斑馬魚心血管內(nèi)皮細(xì)胞呈現(xiàn)紅色熒光，心肌細(xì)胞呈現(xiàn)綠色熒光。論文第一作者，上海海洋大學(xué)水產(chǎn)與生命學(xué)院碩士研究生韓旭暉說：“特異性標(biāo)記的熒光可以幫助我們更加清晰且直觀地看到器官發(fā)育的情況?！? 研究發(fā)現(xiàn)，在斑馬魚出生三天后葉酸拮抗劑組（即葉酸代謝受抑制）發(fā)生了異常的心臟環(huán)化，而葉酸過多的實(shí)驗(yàn)組斑馬魚胚胎的心房和心室拉長。團(tuán)隊(duì)得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，即葉酸缺乏和過量都能引起斑馬魚胚胎的心臟發(fā)育異常。 “基因剪刀手”探尋葉酸代謝奧秘 “導(dǎo)致機(jī)體缺乏葉酸的原因除了葉酸攝入量不足外，還受到遺傳因素影響”，祖堯解釋，“不同的亞甲基四氫葉酸還原酶（MTHFR）基因型，會(huì)造成不同群體間葉酸代謝存在差異?！? 其中MTHFR基因型是CC型的人體內(nèi)葉酸活化能力正常，而CT或TT型的人則存在不同程度的葉酸代謝缺陷。 還原遺傳缺陷導(dǎo)致的葉酸代謝異常，祖堯團(tuán)隊(duì)還想在斑馬魚身上“找答案”。他們利用實(shí)驗(yàn)室的“看家本領(lǐng)”——CRISPR基因編輯技術(shù)。這個(gè)“基因剪刀手”般的技術(shù)，可以對(duì)基因堿基序列進(jìn)行精準(zhǔn)打靶編輯。 研究發(fā)現(xiàn)，與正常的斑馬魚胚胎相比，缺少M(fèi)thfr酶的斑馬魚胚胎顯示出了異常的心臟發(fā)育，這種異常類似于葉酸代謝異常的心包腔水腫和異常的心臟環(huán)化。 研究還同時(shí)根據(jù)qPCR的結(jié)果與原位雜交實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了幾種與心臟發(fā)育密切相關(guān)的基因（hand2、gata4、nppa等）表達(dá)發(fā)生了變化。這些重要發(fā)現(xiàn)將為今后進(jìn)一步闡述葉酸代謝對(duì)心臟發(fā)育的影響提供新的思路。 從斑馬魚的實(shí)驗(yàn)中團(tuán)隊(duì)得出結(jié)論，過量補(bǔ)充葉酸或葉酸代謝不足對(duì)生物體的早期發(fā)育有負(fù)面作用，并且葉酸對(duì)生物體的發(fā)育有劑量依賴性的影響。 基于結(jié)論，祖堯團(tuán)隊(duì)建議，補(bǔ)充葉酸太少不行，太多也不好，需要做到“恰到好處”，也應(yīng)當(dāng)通過基因檢測(cè)的方式來了解自身的葉酸代謝能力。