愛“挑刺兒”的女科學家,她讓“吃魚不吐刺”不再是夢!
發布時間:2024-04-17
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吃貨們(men) ,準備好迎接一個(ge) 沒有魚刺的美食新時代了嗎?

在中國,魚類是廣受歡迎的美食,但魚刺的存在常常讓人們(men) 在享受美味的同時提心吊膽。

能不能吃到一條沒刺的魚?!這個(ge) 吃貨的夢想放在以前是天方夜譚、癡人說夢,但現在,這個(ge) 夢想有望照進現實。

高澤霞

2024年,華中農(nong) 業(ye) 大學的高澤霞教授及其團隊傳(chuan) 來好消息——經過多年的科研攻堅,他們(men) 培育出無間刺的草魚。在此之前,他們(men) 已經先後培育出無肌間刺的斑馬魚和武昌魚等。而這些成果的取得,得益於(yu) 高澤霞“愛挑刺兒(er) ”的性格。

種下用基因編輯技術“挑刺兒(er) ”的夢想

高澤霞2001年9月進入華中農(nong) 業(ye) 大學水產(chan) 養(yang) 殖學專(zhuan) 業(ye) 學習(xi) 。2007年在研究生二年級順利轉博後,她成為(wei) 所在學院第一個(ge) 國際聯合培養(yang) 博士生,遠赴美國俄亥俄州立大學交流學習(xi) ,2010年學成回校。

一開始,高澤霞所在的團隊主要研究武昌魚,愛鑽研的小姑娘憑借紮實的基礎和超強的研究能力順利攻克了相關(guan) 難題。但她發現這些問題解決(jue) 之後,武昌魚的價(jia) 格還是抬不上來。為(wei) 什麽(me) ?一番調研過後,她發現了關(guan) 鍵所在——武昌魚的魚刺多,不好賣!

能不能利用所學將武昌魚刺多的問題解決(jue) 掉?好奇的高澤霞開始查閱相關(guan) 文獻資料,發現之前也有學者關(guan) 注過這個(ge) 問題,但並未深入研究。這是一條鮮少有人觸碰的區域,足以說明它的難度,但敢想敢拚的高澤霞決(jue) 定闖一闖。一番研究過後她決(jue) 定將攻關(guan) 的點落在魚間刺上。

在魚類進化的過程中,有魚類的間刺經曆了變軟退化的曆程。鱸形目的鱸魚、鯰形目的黃顙魚等甚至沒有肌間小刺。但因為(wei) 無小刺魚類一般養(yang) 殖成本較高,或者“嬌氣不好養(yang) ”,所以國人選中的主養(yang) 魚多以青、草、鰱、鱅、鯉、鯽、魴這些存在一定數量肌間刺的品種為(wei) 主。如果能攻克這類魚肌間刺的問題,無疑是一件利國利民的好事。

“理論上講,如果能找到肌間刺形成的主控基因,是可以通過基因編輯技術實現不讓武昌魚長出肌間刺的。”深思熟慮給了高澤霞前行的勇氣。“另外,我們(men) 的父母長輩包括我自己都有腰椎間盤突出問題,研究肌間刺還跟骨質增生(俗稱骨刺)有點關(guan) 係。”有夢想就有動力,高澤霞踏上了這場利用現代基因編輯技術“挑刺兒(er) ”之旅。

“偵(zhen) 探挑刺兒(er) ”也不容易

在科研的道路上,理想總是美好的,但現實往往充滿了挑戰。

高澤霞及其團隊在探索武昌魚肌間刺問題的過程中,就遇到了一個(ge) 看似不可能完成的任務——要從(cong) 每條性成熟的武昌魚中挑出84~146根肌間刺(普遍數量,存在個(ge) 體(ti) 差異),並從(cong) 中提取高質量的轉錄組RNA,以研究肌間刺的形成與(yu) 基因表達之間的關(guan) 係。

剃掉結締組織的鯿魚骨及魚刺

這項工作的技術難度極高。首先,需要精確地定位每一根肌間刺的位置,然後在麻醉的狀態下,小心翼翼地將這些與(yu) 結締組織粘連的小刺拔出。接下來,她和她的團隊必須迅速清除附著的肌肉組織,並在RNA降解前將其冷凍保存,以確保能夠提取到高質量的RNA樣本。

經過3個(ge) 月的不懈努力,高澤霞和她的學生們(men) 終於(yu) 掌握了這項“挑刺”技術,並成功申請了世界上第一個(ge) 關(guan) 於(yu) 魚刺研究的國家專(zhuan) 利。這項技術不僅(jin) 提高了RNA提取的效率,也為(wei) 後續的基因表達研究奠定了基礎。

在深入分析武昌魚肌間刺組織與(yu) 其他骨骼組織的基因和蛋白表達差異後,高澤霞團隊逐步揭示了影響肌間刺生長發育的關(guan) 鍵基因。他們(men) 從(cong) 60多個(ge) 候選基因中篩選出3個(ge) 在不同程度上調控魚類肌間刺發生的基因。就像是一位耐心的偵(zhen) 探,他們(men) 不斷搜集證據、拚接線索,一步一個(ge) 腳印,穩紮穩打。最終,他們(men) 找到了真相——runx2b基因缺失可以讓肌間刺完全缺失!“真的一根肌間刺都沒有!當時我們(men) 都不敢相信這是真的。”謎題解開後,高澤霞內(nei) 心久久不能平複。

2019年,高澤霞團隊發現了runx2b基因對魚類肌間刺的關(guan) 鍵作用。他們(men) 首先在斑馬魚上驗證了這一發現,然後在2020年開始探索將這項技術應用於(yu) 武昌魚和其他經濟魚類。到了2021年,他們(men) 成功地在武昌魚身上實施了基因編輯,並於(yu) 2022年獲得了沒有肌間刺的武昌魚。同一年,團隊也將這一技術應用於(yu) 草魚,這是一種性成熟較晚的魚類。經過兩(liang) 年的努力,高澤霞教授的團隊不僅(jin) 培育出了無刺的F1代草魚苗種,還從(cong) 中篩選出了500多條無小刺的草魚個(ge) 體(ti) 。這些個(ge) 體(ti) 被用於(yu) 繁育F2代,結果表明所有後代均為(wei) 無刺草魚,且這一特性能夠遺傳(chuan) 。無刺草魚的成功培育,為(wei) 消費者提供了一種新的選擇,使得這種廣泛養(yang) 殖的魚類在未來可能帶來更加便捷的食用體(ti) 驗。

努力讓“沒有小刺的魚”走進千家萬(wan) 戶

沒有間刺的魚安全嗎?味道如何?

華中農(nong) 業(ye) 大學水產(chan) 學院的學生分享了品嚐無肌間刺武昌魚的感受:“比正常的草魚更鮮嫩一點”“口感接近鱸魚,有蒜瓣肉”“肉質、口感、味道和普通武昌魚沒有差別,唯一的差別就是沒有肌間刺,吃起來真的非常過癮,一大口下去根本不用擔心有刺。”

對比圖

經過檢測,“無刺”草魚蛋白質、微量元素、管纖維的氨基酸含量與(yu) 普通草魚相近。相比於(yu) 其他淡水魚草魚還可以用更低的飼料成本,換取更多的優(you) 質蛋白,而它們(men) 的排泄物成分,對水質環境也更友好。

目前,高澤霞團隊在“無肌間刺淡水魚”的研究中取得了階段性的進展,團隊也正在進一步尋求合作,探索無肌間刺銀鯽的可能性。未來,這一技術還有望推廣至鰱魚、鱅魚等主要淡水魚種。團隊還致力於(yu) 將無刺魚類的養(yang) 殖模式從(cong) 傳(chuan) 統池塘向現代化工廠化養(yang) 殖轉變,並對這些魚類的營養(yang) 品質進行更深入的評估。他們(men) 堅信,未來隨著國家基因編輯育種相關(guan) 政策的落實,“沒有小刺的魚”一定能走進千家萬(wan) 戶。

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