斑馬魚轉基因(斑馬魚轉基因的原理)

序列到NCBI上去查，物種選Zebrafish或Danio rerio，將目的基因與質粒載體構建重組質粒，最好再接個報告基因，比如EGFP，和I-SceI一起共顯微注射到單細胞期階段斑馬魚胚胎中，溶液配方質粒 0.5-1lI-SceI Buffer(10×) 1lI-SceI enzyme 1ldd H20 補足10l 質粒終濃度 50-100ng/l，注射量2nl/per，

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本文目錄一覽：

• 1、你好，我想問問關于斑馬魚轉基因的一般試驗方法。我是對轉基因沒有一點兒基礎的人。
• 2、斑馬魚轉基因載體?是否需要轉染細胞檢測載體正常表達
• 3、斑馬魚是很多人的第一個轉基因寵物

你好，我想問問關于斑馬魚轉基因的一般試驗方法。我是對轉基因沒有一點兒基礎的人。

序列到NCBI上去查，物種選Zebrafish或Danio rerio。

將目的基因與質粒載體構建重組質粒，最好再接個報告基因，比如EGFP。

和I-SceI（大范圍核酸轉移酶）一起共顯微注射到單細胞期階段斑馬魚胚胎中（產后30分鐘），溶液配方

質粒 0.5-1μl

I-SceI Buffer(10×) 1μl

I-SceI enzyme(5u/μl) 1μl

dd H20 補足10μl

質粒終濃度 50-100ng/μl，注射量2nl/per。

斑馬魚轉基因載體?是否需要轉染細胞檢測載體正常表達

最好做下細胞轉染，看看你用的報告基因表達沒有，一般會在載體里面加一段gfp之類的基因。這樣的話轉基因魚可以在熒光顯微鏡下觀察，以便于篩選成功的胚胎。不過你也可以同時做，即轉染細胞同時注射胚胎，這樣出了問題可以直接分析。有一些細胞內可以表達的注射后就不表達了，也遇到過這種情況。

斑馬魚是很多人的第一個轉基因寵物

斑馬魚中心的全稱是 國家斑馬魚資源中心 ，簡單來說就是一個 專門養(yǎng)斑馬魚 ，并進行相關實驗研究的地方。整個中心最引人注目的，要數(shù)那一排排大大小小的藍色水槽了——這是專門的斑馬魚飼養(yǎng)系統(tǒng)。每組系統(tǒng)相互獨立，單個系統(tǒng)內共有45個大小不一的“房間”，整個系統(tǒng)循環(huán)隔離一體化，特別適合飼育小型水生生物。

國家斑馬魚資源中心內飼養(yǎng)斑馬魚的藍色水槽。圖片：少俠小黃雞

一種3~5厘米長的小魚，生活在系統(tǒng)內的每個“房間”里，這便是中心里的核心“住戶”——斑馬魚。

生病的它們，是人類的解藥

作為一種原產印度的小型鯉科魚類，斑馬魚 Danio rerio 的配色相較于同屬的其他魚類，要素雅得多，僅在小小的銀灰色身體上，排列著幾條灰藍色的縱紋。

自帶斑馬條紋的小魚。圖片：goodfreephotos

許多來參觀的游客都會問這樣一個問題：這些斑馬魚又不好看又不像能吃的樣子，養(yǎng)這么多是干嘛用的呢？

所謂內行看門道，外行看熱鬧。對生命科學相關領域而言，這些其貌不揚的斑馬魚可是至關重要的 模式生物 。

四種生命科學領域的常用模式生物：大腸桿菌、釀酒酵母、黑腹果蠅以及擬南芥。圖片：André Karwath、Jucember / Wikimedia

所謂“模式生物”，是指由科學家們選定供科學研究，以揭示某些具有普遍規(guī)律的生命現(xiàn)象的生物，如高中生物課本出現(xiàn)過的孟德爾使用的 豌豆 ，摩爾根觀察的 果蠅 ，以及家喻戶曉的 小白鼠 。它們都是經典的模式生物。

“9331”，學生物的人聽到都要會心一笑的暗號。照片中使用真的黃圓、綠圓、黃皺、綠皺豌豆，生動地展示了孟德爾發(fā)現(xiàn)的基因自由組合定律。圖片：日歷娘

生命科學研究離不開理想的模式生物，但對脊椎動物發(fā)育及遺傳的研究，卻在相當長一段時間里因為 缺乏理想的模式動物 ，而落后于對無脊椎動物發(fā)育的研究。

鼠類雖然帶動了現(xiàn)代高等遺傳學的發(fā)展，但其 胚胎深埋于母體子宮中 ，研究者難以在其發(fā)育過程進行觀察。而非洲爪蟾雖然是胚胎學的好材料，但因 繁殖太慢 ，而難以成為遺傳學研究的好對象。

經典模式生物非洲爪蟾。圖片：Ben Rschr / Wikimedia

而斑馬魚，則兼具了易獲得、易大量飼養(yǎng)、繁育力高、體外產卵、體外受精、胚體透明易觀察、操作簡單可重復等諸多優(yōu)良實驗特性，因此成為了生物學家的理想實驗對象。

更重要的是，斑馬魚和人類的基因有著高達 87%的同源性 ——這意味著在斑馬魚身上進行的實驗，其結果 大多數(shù)情況下可類比到人身上 。因此，大量的胚胎學、遺傳學、毒理學研究，以及多種人類疾病相關的實驗，選用了斑馬魚作為模式生物。

從胚胎學和遺傳學角度來看，斑馬魚 胚胎透明 ，所以便于觀察各器官和組織的發(fā)育過程。而且，它們產出單倍體后代的可能性較大，這些單倍體個體非常適合用來觀察隱性基因控制的性狀，而且也可以快速育成該基因的純合子個體。

透明的斑馬魚胚胎。圖片：Adam Amsterdam? et. al.? / ?PLoS Biology ?(2004)

而從毒理學角度來看，運用斑馬魚檢驗環(huán)境中各類化學物質的 致畸效應 ，具有成本低、影響因素少、可重復性好、易操作、靈敏度高，以及可同時觀察多項毒性指標的特點，并且可以進一步研究污染物的 致毒機理 。

胎兒酒精綜合征

研究者用不同濃度的乙醇處理斑馬魚胚胎，發(fā)現(xiàn)隨著乙醇濃度升高，斑馬魚胚胎的 致畸率和致死率提高 、孵化率降低，胚胎體長變短、心跳減慢。

其中，發(fā)育畸形主要表現(xiàn)為尾部打結、眼睛變小、心包水腫、脊柱彎曲——與人類的胎兒酒精綜合征癥狀相似。由此，人們明確了乙醇在人類胚胎發(fā)育過程中的毒害效應。

而利用斑馬魚建立 疾病模型 ，研究治愈人類相關疾病的方法，更是近年來全球熱點科研項目。迄今已發(fā)現(xiàn)的數(shù)千種斑馬魚突變體，可模擬人類貧血、耳聾、視網膜變性、肌無力癥、惡性腫瘤、阿爾茨海默病等多種疾病。

近年來人們甚至發(fā)現(xiàn)，斑馬魚還可用于 抑郁癥 和 藥物成癮 的研究中。不僅如此，由于斑馬魚對精神類藥物，如阿片類鎮(zhèn)痛藥物、抗抑郁藥、抗焦慮藥等高度敏感，因此可作為藥物代謝和藥物副作用研究的重要工具。

斑馬魚被用于氯胺酮（俗稱K粉）成癮的相關研究。圖片：The U.S. Food and Drug Administration / flickr

此外，斑馬魚的鰭、鱗和部分心臟、大腦、脊柱都可以再生，所以對人類截肢后的治療也可以說是意義重大。

“獻身”于生命科學領域的實驗魚不止斑馬魚一種。近年來，青鳉也逐漸成為了生理學研究領域的熱門，甚至在1994年作為脊椎動物代表，被送上太空。而中科院水生所則自主研發(fā)了“測毒魚”稀有鮈鯽（不是數(shù)量少的意思，是就叫“稀有鮈鯽”），用于毒性試驗和環(huán)境監(jiān)測。圖為稀有鮈鯽。圖片：少俠小黃雞

源自實驗室的轉基因寵物

然而實驗用魚離大家的生活終歸有些遙遠。對大多數(shù)人而言，接觸斑馬魚多是在大花鳥市場的水族店中。

由于產量巨大且皮實耐養(yǎng)，斑馬魚幾乎是觀賞魚店的必備商品。在“看臉”的觀賞魚界，斑馬魚同樣表現(xiàn)出了驚人的多樣性：有些斑馬魚 鰭條延長飄逸 ，喚作“長鰭斑馬魚”斑馬魚轉基因；有些斑馬魚的花紋變成了 斷續(xù)的斑點 ，喚作“豹紋斑馬魚”；而即便是最普通的斑馬魚， 臀鰭的花紋也會有所區(qū)別 。

長著斑點的斑馬魚。圖片：Bernat Arlandis / flickr

然而在眾多斑馬魚里，最突出的卻是要數(shù)近些年新出現(xiàn)的“ 五彩斑馬魚 ”了。這些斑馬魚有的呈現(xiàn)出鮮明的紅色，有的呈現(xiàn)出溫暖的黃色，有的甚至能在紫光燈下發(fā)出熒熒綠光。

而斑馬魚轉基因你一定想不到，這些五顏六色的斑馬魚，其實是上文提到的 各類實驗帶來的副產品 。

盡管用于實驗的斑馬魚優(yōu)點突出，卻還有一個問題沒能得到解決——魚類胚胎小而透明，發(fā)育過程的展示是明晰了，可是細節(jié)觀察又成了問題。

為了解決這一難題，科學家們通過轉基因技術， 將熒光蛋白導入到斑馬魚受精卵內 ，并使其在特定的組織器官中表達，這樣就可以輕松地在熒光顯微鏡下觀察到特定器官的發(fā)育與生理變化，甚至可以動態(tài)追蹤其胚胎發(fā)育全程，以及外源性物質或基因突變對器官發(fā)育的影響。

心臟含有綠色熒光蛋白的斑馬魚。圖片：NIGHTSEA / YouTube

熒光轉基因斑馬魚由新加坡國立大學的華裔科學家發(fā)明。這種轉基因斑馬魚能發(fā)出綠色熒光，主要得益于一種綠色熒光蛋白（Green Fluorescent Protein，簡稱GFP），這種蛋白分離自維多利亞水母，在自然光照射下就能發(fā)出綠色熒光。

照亮生命科學的蛋白

GFP由日本名古屋大學的下村脩 首次分離 ，此后他一直致力于GFP的相關研究。GFP被分離后，美國哥倫比亞大學馬丁·沙爾菲教授敏銳地覺察了其巨大的應用前景，開創(chuàng)性地 將GFP基因轉到了線蟲體內 ，使其發(fā)出了綠色熒光。

與此同時，美籍華裔科學家錢永健則對GFP基因進行了改造，創(chuàng)造出嶄新的 GFP變體 ，使它們能發(fā)出更強、更多樣的光，如青綠色、藍色和黃色光等，從而使GFP得到了更加廣泛的應用。

2008年，這三位科學家因為熒光蛋白的研究成果而共同獲得了諾貝爾化學獎。

圖為轉入了綠色熒光蛋白的大腸桿菌。圖片：DanceWithNyanko

最初，轉基因斑馬魚被用來 監(jiān)測水域環(huán)境污染 ?？茖W家們發(fā)現(xiàn)，斑馬魚能對周圍水域的環(huán)境變化產生反應，一旦環(huán)境中的污染物或毒素（如二惡英或聚氯聯(lián)苯等）含量升高，這些魚體內就會產生一些特殊的酶，且酶的含量會隨著毒素增加而增加。

而將轉基因斑馬魚投放到水域后，一旦受到污染，斑馬魚體內對環(huán)境敏感的酶類的表達量就會隨之增加，相應的， 魚體內發(fā)出的綠色熒光強度也會隨之增加 。這樣，通過檢測熒光強度就能知道環(huán)境污染情況。這些熒光斑馬魚也被稱為“生態(tài)警報器”。

一大群熒光斑馬魚。圖片：Ruby Jylin / YouTube

然而，由于檢測勢必要將轉基因魚 投入自然水域 ，而這一行為可能造成 基因污染 等一系列問題。于是熒光魚在生態(tài)檢測上的應用前景日趨黯淡。

自2001年起，新加坡國立大學和美國約克城科技公司展開合作，為熒光轉基因斑馬魚開辟一個新的市場—— 觀賞魚 。經過歷時兩年多的大量環(huán)境風險評估，2003年12月9日，美國食品藥品監(jiān)督管理局認為，作為觀賞魚的轉基因斑馬魚Glofish? 不存在任何環(huán)境風險 ，也不會進入人們的食物鏈，因此批準了Glofish?的上市請求。

普渡大學的研究發(fā)現(xiàn)，野生型斑馬魚在和紅色轉基因斑馬魚的生殖競爭中處于優(yōu)勢。盡管野生雌性斑馬魚會更傾向于選擇顏色更艷麗的紅斑馬魚，但野生雄性斑馬魚會對紅斑馬魚進行暴力驅逐，以至于15代后，紅斑馬魚幾乎全部消失。

Glofish?也成為了美國 第一例獲準上市的轉基因動物 。

GloFish?售賣的各種熒光斑馬魚。圖片：glofish.com

2006年，研究人員又利用來自珊瑚的紅色熒光蛋白基因，開發(fā)出了紅色熒光斑馬魚品系（也就是最常見的紅斑馬魚，生態(tài)瓶常用“迫害對象”）；同時利用來自水母的一系列熒光蛋白基因，開發(fā)出了橙黃色的熒光斑馬魚品系。2011年，人們又開發(fā)出藍色熒光和紫色熒光斑馬魚品系。

除了斑馬魚，人們也在“禍害”其他小魚，例如中國臺灣開發(fā)出的熒光青鳉等。源源不斷的各色熒光小魚，成為了斑馬魚轉基因我們生活中最容易接觸到的轉基因動物。

從不起眼的淡水小魚，到生命科學領域的明星模式生物，再到身邊最常見的觀賞魚，斑馬魚用它小小的身軀，創(chuàng)造了一個又一個屬于它的傳奇故事。

關于斑馬魚轉基因和斑馬魚轉基因的原理的介紹到此就結束了，不知道你從中找到你需要的信息了嗎 ？如果你還想了解更多這方面的信息，記得收藏關注本站。