中科院水生所建成全球三大斑馬魚資源庫之一 神奇小魚演繹生命奧秘
湖北日報全媒記者 文俊 通訊員 孫慧
斑馬魚，因全身布滿多條深藍色條紋似斑馬而得名。這種看似不起眼的生物，卻是撬動許多學科發展的基礎——其基因和人類基因相似度超過70%，因此被應用在生命科學、健康科學和環境科學等領域的研究中。
1月27日，湖北日報全媒記者探訪了中國科學院水生生物研究所的國家斑馬魚資源中心，這里保藏著各類斑馬魚品系總計1970種，是國際學術界公認的全球三大斑馬魚資源庫之一。在其支撐和推動下，我國成為全球第一大斑馬魚研究產出大國。
魚房涌動科研潮
數十排一人多高的養殖架依次排開，透明魚缸緊密有序地擺放著。“這里的設備容量約為20萬尾，我們養殖了300多種品系的活魚。”高級工程師潘魯湲博士指著不同顏色的斑馬魚告訴記者，斑馬魚本身有深藍色條紋的，紅色和綠色的魚都分別用熒光蛋白標記了肌肉組織，透明的魚則因為兩種調控色素生成的重要基因被突變了。
看似平靜的魚房里，每天都在演繹著快速成長與繁育。斑馬魚體型小，僅有3─5厘米，便于養殖；每周都可產卵，一對親魚可產數百顆，易于構建基因突變和轉基因模型；基因與人類基因組相似度高，超過80%的已知人類致病基因在斑馬魚中有同源基因，利于人類疾病研究；生長的頭3天完全透明，便于活體觀測；生長快，24小時內完成早期發育，3個月性成熟。它們可模擬多種影響人類健康的重大疾病，比如人類貧血、糖尿病、視網膜變性、肌無力癥、惡性腫瘤和阿爾茨海默病等，幫助科學家篩選新藥。
這些小魚在水缸中不停地游動著，仿佛不知疲倦。春節期間，國家斑馬魚資源中心采取輪流值班制，每天都有工作人員給斑馬魚正常喂食，巡視魚房、實驗室、精子凍存間，保證斑馬魚一日三餐的營養和生長、保障水電設備的安全、水循環維生系統和超低溫精子凍存庫的全天候安全運行等。
“斑馬魚品系資源創建和維護工作看起來很繁瑣，但這是基礎研究工作的基礎，工作中多扎實多認真，同事們都覺得還不夠。”潘魯湲告訴記者，這一研究工作持續性很長，成果在10年甚至20年后都會是科學家們使用的資源，稍有疏忽，就可能給未來科研工作留下漏洞。
做基礎研究的基礎
國家斑馬魚資源中心于2012年10月在中國科學院水生生物研究所成立。2013年開始，在中國科學院院士朱作言、孟安明號召下，國內30多家實驗室先后加入到斑馬魚1號染色體全基因敲除聯盟。在國家“十三五”科技創新成就展上，由中國科學院水生生物研究所牽頭完成的成果——“建成自主知識產權的大規模斑馬魚定向突變體庫”入選基礎研究展區，出現在生物科技相關成果的第一塊展板上。
記者獲悉，國家斑馬魚資源中心正領銜開展國家重點研發計劃“發育編程及其代謝調節”重點專項——“斑馬魚發育與代謝突變體庫的系統創制”的項目研究。該項目首席科學家孫永華研究員介紹，該項目由全國21家機構的30多家實驗室參與，計劃構建1000個以上基因的突變體和100個以上特異性轉基因品系，并刻畫其表型。
據介紹，這一項目擬以組織特異的熒光蛋白轉基因品系等為基礎，規模化敲除斑馬魚發育代謝相關基因，從早期胚胎發育、血液發育、心血管發育和再生、內胚層器官發育和代謝、神經發育和功能、生殖與生理等角度入手，明確純合突變體表型，建立表型數據庫；攻克斑馬魚基因功能研究領域一些公認的技術難題，揭示重要因子參與發育與代謝的分子機理等。所有突變和轉基因品系將保藏于國家斑馬魚資源中心，并提供有效共享服務。到項目完成時，中心的資源體量和支撐能力必將邁上又一個新臺階。
“雖然我國現已成為全球第一大斑馬魚研究產出大國。但最初大家參與到這項工作時，根本沒有過多考慮后續成果產出。”潘魯湲告訴記者。孫永華研究員常跟大家講，從事基礎研究工作一定要不忘初心，目標單純，先扎扎實實把事情做好，而不是總想著去獲得什么。