深受科學(xué)家的熱愛(ài)斑馬魚基因編輯技術(shù)介紹
瀏覽次數(shù):7546 發(fā)布日期:2019-8-8
來(lái)源:本站 僅供參考,謝絕轉(zhuǎn)載,否則責(zé)任自負(fù)
斑馬魚又叫藍(lán)條魚,因?yàn)槠潴w表有暗藍(lán)色和銀色的類似于斑馬一樣的條紋而命名。斑馬魚屬于鯉科魚類,同屬鯉科的還有我們十分熟悉的鯉魚、鯽魚等。斑馬魚的體型較小,成魚體長(zhǎng)約4-6厘米,而且成魚常年產(chǎn)卵且產(chǎn)卵量大,可達(dá)300-1000粒,還是體外受精并發(fā)育,因此十分適合進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室的大規(guī)模養(yǎng)殖與篩選。
斑馬魚這種原產(chǎn)于印度、孟加拉的淡水魚還是直到二十世紀(jì)七八十年代時(shí)才被發(fā)現(xiàn)并廣泛用于實(shí)驗(yàn)室研究。當(dāng)然,這還是美國(guó)著名遺傳學(xué)家George Streisinger的功勞。1994年在冷泉港召開的研究專題會(huì)議正式確立了斑馬魚的模式生物地位。不久后的2001年,英國(guó)桑格研究院正式立項(xiàng)開始斑馬魚全基因組的測(cè)序工作,不久之后其基因組草圖完成,但其質(zhì)量仍暫時(shí)無(wú)法與人類和小鼠基因組相比。隨著參考基因組協(xié)會(huì)的加入,這一項(xiàng)目的主持單位也在定期更新著斑馬魚基因組的拼裝,目前的參考序列版本為2013年發(fā)布的GRCz10。
斑馬魚與人類的基因相似度高達(dá)87%,可以利用其進(jìn)行廣泛的發(fā)育生物學(xué)和分子發(fā)育遺傳學(xué)的研究,這就是斑馬魚(Danio rerio)。作為一種新型的脊椎模式動(dòng)物,正是因?yàn)樗耐怀鲐暙I(xiàn),得了一個(gè)小別名:「水中小白鼠」。
在運(yùn)用CRISPR/Cas9技術(shù)研究的魚類中,斑馬魚 (Danie rerio)是被研究得最多的對(duì)象。
上海海洋大學(xué)水產(chǎn)與生命學(xué)院利用CRISPR/Cas9敲除斑馬魚細(xì)胞周期蛋白M2(CNNM2)基因,獲得了能穩(wěn)定遺傳的CNNM2基因敲除斑馬魚個(gè)體,為進(jìn)一步研究CNNM2基因和機(jī)體鎂離子穩(wěn)態(tài)之間的關(guān)系打下了基礎(chǔ) (黃振玉等, 2015)。
敲5除斑馬魚kctd1基因0,發(fā)現(xiàn)kctd10突變個(gè)體的房室管畸形,產(chǎn)生一個(gè)拉長(zhǎng)的線狀的心臟 (張緒帥, 2016)。
重慶醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院運(yùn)用CRISPR/Cas9技術(shù)敲除斑馬魚faf1基因,得到雜合突變型斑馬魚,并觀察到該雜合突變型個(gè)體有體細(xì)胞色素沉積延遲,受精后第4天開始尾部肌節(jié)出現(xiàn)“結(jié)節(jié)樣”表型以及頭顱縮小、舌骨小角角度增大等顱面軟骨畸形的變化,并于受精后8~9 d 死亡(劉菁等, 2017)。
湖南師范大學(xué)利用CRISPR/Cas9系統(tǒng)成功敲除斑馬魚fhl1a基因,并證明fhl1a基因突變能穩(wěn)定地遺傳到下一代個(gè)體,為進(jìn)一步研究fhl1a基因在心臟發(fā)育中的具體調(diào)控機(jī)制打下基礎(chǔ) (陳思行等, 2017)。
首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京同仁醫(yī)院內(nèi)分泌科成功構(gòu)建了rfx6基因敲除斑馬魚動(dòng)物模型,初步研究發(fā)現(xiàn)rfx6純合突變體生長(zhǎng)發(fā)育遲滯、體型瘦小、呈現(xiàn)糖尿病消瘦體型并且不能產(chǎn)生后代,得出結(jié)論:rfx6在斑馬魚胰腺的發(fā)育中占據(jù)重要地位,是控制斑馬魚胰腺發(fā)育的關(guān)鍵因子 (程呈等, 2015)。
同濟(jì)大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院利用CRISPR/Cas9構(gòu)建了穩(wěn)定遺傳的斑馬魚WHSC1L1純合突變體,為研究胚胎發(fā)育過(guò)程中由此基因突變引起的組蛋白甲基化修飾變化對(duì)胚胎發(fā)育的影響及機(jī)制提供了有力的幫助 (陳韻如, 2016)。
作為優(yōu)選的模式脊椎動(dòng)物,斑馬魚模型可以用來(lái)評(píng)價(jià)人類基因的作用與功能、解析其在遺傳與發(fā)育上發(fā)揮作用的分子機(jī)制。通過(guò)基因組改造(基因敲除、敲入和轉(zhuǎn)基因等)構(gòu)建人類疾病的斑馬魚模型,表型模擬人類疾病的病癥,進(jìn)而用于研究分子遺傳病的病理機(jī)制、篩選治療疾病的化學(xué)藥、開發(fā)基因治療的生物藥等生物醫(yī)藥的研發(fā)。
關(guān)注”
南京堯順禹生物“,可申請(qǐng)免費(fèi)試用”
一步法基因型鑒定試劑盒”。
南京堯順禹生物科技有限公司官網(wǎng):
http://www.njfish.cn