[观赏鱼] 斑马鱼是如何走向科学舞台的

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超宠吧 发表于 2023-9-14 20:44:29|来自:北京 | 显示全部楼层 |阅读模式
斑马鱼来自喜马拉雅山南麓,生长在恒河和布拉马普特拉河形成的水网地带。这种长着漂亮的彩色纵向斑纹的小鱼很早就被英国殖民者发现,他们斑马鱼带出了印度,并培育出不同颜色品系,成为了欧美地区常见的观赏鱼。
斑马鱼性情温和,活泼好动,能够适应不同的水温,又有着广泛的食性,繁殖能力也很强。由于斑马鱼的生命力强,又很廉价,常常被当成“闯缸鱼”来使用,也就是水族箱开缸养完水后放入缸中的第一群鱼,用来检测水族箱的水质是否达到了标准。
20世纪30年代,欧洲一些国家开始逐渐重视河流湖泊的环境污染给危害,计划进行经常性的水质监测,环境部门想找到一种最廉价而又直接的检测办法。于是斑马鱼这种“闯缸鱼”很自然就成为了首选,成为了水质好坏的“指示表”。
在接下来的几十年里,生物学家偶尔在研究中使用斑马鱼,发表了一些文章,但金鱼、鲤鱼等才是当时遗传学中更流行的研究模型。因此对斑马鱼的研究进展缓慢,1976年随着前苏联的“礼炮五号”空间站上过太空,就是斑马鱼在这一阶段中最耀眼的事件了。
直到20世纪70年代,美国俄勒冈大学的分子生物学家乔治·施特雷辛格(George Streisinger)教授想要为新的研究方向挑选一种实验对象:这个物种既要容易饲养和繁殖,适合快速进行杂交等遗传学操作;又要是一种脊椎动物,这样才能还原出与人类各种病理更相似的性状;身体结构还要比小白鼠更简单,便于梳理正常的发育过程和病理反应。


图1 施特雷辛格教授与他的斑马鱼饲养箱
作为水族爱好者,施特雷辛格教授想起了常见的斑马鱼,于是他和俄勒冈大学的同事们开始了斑马鱼发育生物学研究,完成了包括DNA修饰技术在内的多项开创性研究,这也使得他在1975年当选美国国家科学院院士。1981年,施特雷辛格教授又率先完成了斑马鱼的克隆——这是第一种被克隆的脊椎动物。从此,斑马鱼才算真正的登上了科学的前沿舞台,施特雷辛格教授也成为了斑马鱼发展与遗传研究的“奠基人”。
上世纪90年代,德国女科学家,后来的诺贝尔奖得主纽斯林-沃尔哈德(Christiane Nüsslein-Volhard)把目光转向了斑马鱼。


图2 1996年《Development》的斑马鱼专刊
在这些研究的基础上,后来的生物学家和医学研究者用斑马鱼与转基因技术,成功地建立了很多人类疾病的“模型”——在斑马鱼身上通过转基因技术“制造”出于人类相似的病症,然后研究其中的致病原理,筛选合适的药物。斑马鱼尤其适合用来进行大规模的药物或者毒理学筛选——既能大量饲养,给药方式又很简单。
因此1998年美国国立卫生研究院(NIH)开始大力度支持斑马鱼基因组资源开发,全球第一家斑马鱼药物研发服务外包公司也在这一年成立。2002年,欧洲Sanger中心发布了第一个斑马鱼全基因组序列。2010年,中国首届斑马鱼学术研讨会在杭州召开,中国首家斑马鱼技术服务公司环特生物也在杭州成立。
几百年前被带出印度地区的斑马鱼,现在已经成为继小鼠和大鼠之后的第三大脊椎类模式生物,在发育生物学、遗传学、基础医学、药理学、毒理学、药物研发以及生态环境评价等诸多领域得到了广泛应用。除应用于尖端前沿的人类疾病模型研究、新药筛选、药物毒性与安全性评价之外,越来越多的食品、保健食品、化妆品的研发工作中也开始应用斑马鱼模型,基于斑马鱼生物检测技术已经成为验证相关产品功效与安全性的重要方式之一。
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