深受科學(xué)家的熱愛斑馬魚基因編輯技術(shù)介紹

斑馬魚又叫藍條魚，因為其體表有暗藍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，成魚體長約4-6厘米，而且成魚常年產(chǎn)卵且產(chǎn)卵量大，可達300-1000粒，還是體外受精并發(fā)育，因此十分適合進行實驗室的大規(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)七八十年代時才被發(fā)現(xiàn)并廣泛用于實驗室研究。當(dāng)然，這還是美國著名遺傳學(xué)家George Streisinger的功勞。1994年在冷泉港召開的研究專題會議正式確立了斑馬魚的模式生物地位。不久后的2001年，英國桑格研究院正式立項開始斑馬魚全基因組的測序工作，不久之后其基因組草圖完成，但其質(zhì)量仍暫時無法與人類和小鼠基因組相比。隨著參考基因組協(xié)會的加入，這一項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87%，可以利用其進行廣泛的發(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物，正是因為它的突出貢獻，得了一個小別名：「水中小白鼠」。
 
在運用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基因敲除斑馬魚個體，為進一步研究CNNM2基因和機體鎂離子穩(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突變個體的房室管畸形，產(chǎn)生一個拉長的線狀的心臟 (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體有體細胞色素沉積延遲，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體，為進一步研究fhl1a基因在心臟發(fā)育中的具體調(diào)控機制打下基礎(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基因敲除斑馬魚動物模型，初步研究發(fā)現(xiàn)rfx6純合突變體生長發(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)育過程中由此基因突變引起的組蛋白甲基化修飾變化對胚胎發(fā)育的影響及機制提供了有力的幫助 (陳韻如, 2016)。

作為優(yōu)選的模式脊椎動物，斑馬魚模型可以用來評價人類基因的作用與功能、解析其在遺傳與發(fā)育上發(fā)揮作用的分子機制。通過基因組改造（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，進而用于研究分子遺傳病的病理機制、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)。


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