爱“挑刺儿”的女科学家,她让“吃鱼不吐刺”不再是梦!
发布时间:2024-04-17
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吃货们,准备好迎接一个没有鱼刺的美食新时代了吗?

在中国,鱼类是广受欢迎的美食,但鱼刺的存在常常让人们在享受美味的同时提心吊胆。

能不能吃到一条没刺的鱼?!这个吃货的梦想放在以前是天方夜谭、痴人说梦,但现在,这个梦想有望照进现实。

高泽霞

2024年,华中农业大学的高泽霞教授及其团队传来好消息——经过多年的科研攻坚,他们培育出无间刺的草鱼。在此之前,他们已经先后培育出无肌间刺的斑马鱼和武昌鱼等。而这些成果的取得,得益于高泽霞“爱挑刺儿”的性格。

种下用基因编辑技术“挑刺儿”的梦想

高泽霞2001年9月进入华中农业大学水产养殖学专业学习。2007年在研究生二年级顺利转博后,她成为所在学院第一个国际联合培养博士生,远赴美国俄亥俄州立大学交流学习,2010年学成回校。

一开始,高泽霞所在的团队主要研究武昌鱼,爱钻研的小姑娘凭借扎实的基础和超强的研究能力顺利攻克了相关难题。但她发现这些问题解决之后,武昌鱼的价格还是抬不上来。为什么?一番调研过后,她发现了关键所在——武昌鱼的鱼刺多,不好卖!

能不能利用所学将武昌鱼刺多的问题解决掉?好奇的高泽霞开始查阅相关文献资料,发现之前也有学者关注过这个问题,但并未深入研究。这是一条鲜少有人触碰的区域,足以说明它的难度,但敢想敢拼的高泽霞决定闯一闯。一番研究过后她决定将攻关的点落在鱼间刺上。

在鱼类进化的过程中,有鱼类的间刺经历了变软退化的历程。鲈形目的鲈鱼、鲇形目的黄颡鱼等甚至没有肌间小刺。但因为无小刺鱼类一般养殖成本较高,或者“娇气不好养”,所以国人选中的主养鱼多以青、草、鲢、鳙、鲤、鲫、鲂这些存在一定数量肌间刺的品种为主。如果能攻克这类鱼肌间刺的问题,无疑是一件利国利民的好事。

“理论上讲,如果能找到肌间刺形成的主控基因,是可以通过基因编辑技术实现不让武昌鱼长出肌间刺的。”深思熟虑给了高泽霞前行的勇气。“另外,我们的父母长辈包括我自己都有腰椎间盘突出问题,研究肌间刺还跟骨质增生(俗称骨刺)有点关系。”有梦想就有动力,高泽霞踏上了这场利用现代基因编辑技术“挑刺儿”之旅。

“侦探挑刺儿”也不容易

在科研的道路上,理想总是美好的,但现实往往充满了挑战。

高泽霞及其团队在探索武昌鱼肌间刺问题的过程中,就遇到了一个看似不可能完成的任务——要从每条性成熟的武昌鱼中挑出84~146根肌间刺(普遍数量,存在个体差异),并从中提取高质量的转录组RNA,以研究肌间刺的形成与基因表达之间的关系。

剃掉结缔组织的鳊鱼骨及鱼刺

这项工作的技术难度极高。首先,需要精确地定位每一根肌间刺的位置,然后在麻醉的状态下,小心翼翼地将这些与结缔组织粘连的小刺拔出。接下来,她和她的团队必须迅速清除附着的肌肉组织,并在RNA降解前将其冷冻保存,以确保能够提取到高质量的RNA样本。

经过3个月的不懈努力,高泽霞和她的学生们终于掌握了这项“挑刺”技术,并成功申请了世界上第一个关于鱼刺研究的国家专利。这项技术不仅提高了RNA提取的效率,也为后续的基因表达研究奠定了基础。

在深入分析武昌鱼肌间刺组织与其他骨骼组织的基因和蛋白表达差异后,高泽霞团队逐步揭示了影响肌间刺生长发育的关键基因。他们从60多个候选基因中筛选出3个在不同程度上调控鱼类肌间刺发生的基因。就像是一位耐心的侦探,他们不断搜集证据、拼接线索,一步一个脚印,稳扎稳打。最终,他们找到了真相——runx2b基因缺失可以让肌间刺完全缺失!“真的一根肌间刺都没有!当时我们都不敢相信这是真的。”谜题解开后,高泽霞内心久久不能平复。

2019年,高泽霞团队发现了runx2b基因对鱼类肌间刺的关键作用。他们首先在斑马鱼上验证了这一发现,然后在2020年开始探索将这项技术应用于武昌鱼和其他经济鱼类。到了2021年,他们成功地在武昌鱼身上实施了基因编辑,并于2022年获得了没有肌间刺的武昌鱼。同一年,团队也将这一技术应用于草鱼,这是一种性成熟较晚的鱼类。经过两年的努力,高泽霞教授的团队不仅培育出了无刺的F1代草鱼苗种,还从中筛选出了500多条无小刺的草鱼个体。这些个体被用于繁育F2代,结果表明所有后代均为无刺草鱼,且这一特性能够遗传。无刺草鱼的成功培育,为消费者提供了一种新的选择,使得这种广泛养殖的鱼类在未来可能带来更加便捷的食用体验。

努力让“没有小刺的鱼”走进千家万户

没有间刺的鱼安全吗?味道如何?

华中农业大学水产学院的学生分享了品尝无肌间刺武昌鱼的感受:“比正常的草鱼更鲜嫩一点”“口感接近鲈鱼,有蒜瓣肉”“肉质、口感、味道和普通武昌鱼没有差别,唯一的差别就是没有肌间刺,吃起来真的非常过瘾,一大口下去根本不用担心有刺。”

对比图

经过检测,“无刺”草鱼蛋白质、微量元素、管纤维的氨基酸含量与普通草鱼相近。相比于其他淡水鱼草鱼还可以用更低的饲料成本,换取更多的优质蛋白,而它们的排泄物成分,对水质环境也更友好。

目前,高泽霞团队在“无肌间刺淡水鱼”的研究中取得了阶段性的进展,团队也正在进一步寻求合作,探索无肌间刺银鲫的可能性。未来,这一技术还有望推广至鲢鱼、鳙鱼等主要淡水鱼种。团队还致力于将无刺鱼类的养殖模式从传统池塘向现代化工厂化养殖转变,并对这些鱼类的营养品质进行更深入的评估。他们坚信,未来随着国家基因编辑育种相关政策的落实,“没有小刺的鱼”一定能走进千家万户。

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