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華中農業大學找到了控制魚刺的基因,能大量減少魚刺並保持肉質,這背後有哪些科學原理?你願意嘗試嗎?

2021-12-23心靈

一條Runx2b敲除魚,全網媒體尬吹。看實驗數據,魚骨都變形了,不知道能不能順暢遊起來,還想大口吃肉?不要聽信新聞報道,還是要查一手資料。

另外,這個無魚刺基因是骨發育基因Runx2b。 Runx2的骨發育研究9000篇,科研上沒有太多新穎性。高澤霞老師其他基礎科研工作比這個更香。

無刺魚的食用價值我也保留意見, 敲除Runx2後,這魚可能遊不動,長不肥,活不久,不一定有食用價值

新聞報道這麽不靠譜,我們只能查一手資料去判斷新聞可靠性。

講講怎麽查一手資料:

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早上收到 @王豆皮 豆皮大佬邀請,讓我看下這新聞:

高澤霞組敲除某個基因,得到了沒有魚刺的魚,有很強的食用價值。

我也很感興趣無刺魚究竟敲掉哪個基因。因為之前日本有個組用 CRISPR/Cas敲了真鯛(音:真吊)的肌肉抑制基因Myostatin,得到肉量增加20%的真鯛 ,算是業內比較有名的基因編輯套用案例。

這次國內也做了基因編輯魚,還是無刺魚,感覺很好玩,一有空我就查了高澤霞老師的文章。

第一步、Pubmed搜高澤霞的文章:

高澤霞老師確實非常踏實,從2015年到2021年,做了非常多魚刺(肌間刺)的基礎研究,包括轉錄組、小RNA組、蛋白組 [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7]

但很不幸, 沒查到無刺魚的套用文章,全是基礎研究

這些基礎工作給高澤霞組提供了非常多魚類肌間刺發育的基因表現變化數據,比如魚刺發育過程中小RNA變化、mRNA變化、BMP這個基因家族的變化、蛋白組的變化、LncRNA-miRNA-mRNA三者的調控變化。

基礎工作積累這麽多,確實有機會找到魚刺發育基因。

根據新聞報道:

高澤霞組2019年就找到了能參與70%魚刺發育的基因,敲除這個基因後,70%的魚刺沒了;2021年又找到參與100%魚刺發育的基因,敲除後,斑馬魚完全沒魚刺。

可能出於專利保密考慮,數據沒公開發表成文章。

那怎麽查到高澤霞組的無刺魚究竟敲了哪個基因呢?

文章查不到,還有專利呀。

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第二步、搜高澤霞老師的專利,成功:

搜尋高澤霞老師的專利,就能查到這個2021年的專利CN112226465 [8] ,透過CRISPR/Cas9敲除斑馬魚的某個基因,從而得到沒有魚刺的斑馬魚。

無刺魚長成下面這樣:

我們可以看紅圈標註的部份,正常魚除了那條主心骨一樣的魚骨外,尾巴和背上都會有魚刺。敲除基因的斑馬魚完全沒有魚刺。

然而,有沒有覺得這條魚的主心骨看起來特別怪異?感覺整個骨發育都糊成一團,不知道影不影響斑馬魚遊動。

敲除後 不產魚刺的基因是誰?專利中沒具體披露。

但註意專利這個序列:TCAGCGGAGCTCAGGAATGCCTCAGGGGTTATGAAGAACCAGGTGGC。

敲掉的是這個DNA序列,我們可以查它屬於哪個基因。

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第三步、Blast 搜尋無魚刺魚敲除的基因是Runx2b。

隨後,在NCBI上Blast搜尋這段序列。選擇基因組資料庫Refseq Genome,對應基因組選擇斑馬魚,點選Blast,激動人心的解密時刻就到了。

是誰呢?

是誰呢?

只有一條匹配序列,NC_007131.7!

激動地把序列下載到本地!

開啟Snapgene!終於要看到無刺魚真面目啦!!!

哦,是Runx2,洗洗睡了。

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第四步、為什麽Runx2挺沒意思的呢?

Runx2是骨發育的主效基因之一,雖然我博士不做骨發育,但這個基因已經有名到非專業人員都能聽到它,Pubmed一查就是9000多篇研究,非常熱門。

我們先看下Runx2敲除的小鼠長什麽樣:

這裏的neo/neo指的是Runx2-I完全敲除的小鼠,你可以看到手的骨頭沒怎麽鈣化,頭骨沒怎麽鈣化, 基本上這鼠就是個軟腳蝦,很快就死了,它肯定長不肥 [9]

同理,敲除Runx2b的魚 骨頭看起來也不太正常,不知道這魚能活多久,也不知道能不能長大長肥,可能食用價值會打折扣。

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總結:

高澤霞老師組是個很嚴謹的基礎研究組,但媒體特別喜歡造個大新聞。

想知道真相?

只能查一手資料,公眾號和新聞不一定靠譜。

無奈攤手……

參考

  1. ^ Zhou JJ, Chang YJ, Chen YL, Wang XD, Liao Q, Shi RH, Gao ZX. Comparison of Myosepta Development and Transcriptome Profiling between Blunt Snout Bream with and Tilapia without Intermuscular Bones. Biology (Basel). 2021 Dec 10;10(12):1311. doi: 10.3390/biology10121311. PMID: 34943226.
  2. ^ Nie CH, Zhang NA, Chen YL, Chen ZX, Wang GY, Li Q, Gao ZX. A comparative genomic database of skeletogenesis genes: from fish to mammals. Comp Biochem Physiol Part D Genomics Proteomics. 2021 Jun;38:100796. doi: 10.1016/j.cbd.2021.100796. Epub 2021 Feb 2. PMID: 33676152.
  3. ^ Chen Y, Wan S, Li Q, Dong X, Diao J, Liao Q, Wang GY, Gao ZX. Genome-Wide Integrated Analysis Revealed Functions of lncRNA-miRNA-mRNA Interaction in Growth of Intermuscular Bones in Megalobrama amblycephala. Front Cell Dev Biol. 2021 Feb 4;8:603815. doi: 10.3389/fcell.2020.603815. PMID: 33614620; PMCID: PMC7891300.
  4. ^ Chen J, Chen X, Huang X, Huang G, Gao Z, Wang W, Liu H. Genome-wide analysis of intermuscular bone development reveals changes of key genes expression and signaling pathways in blunt snout bream (Megalobrama amblycephala). Genomics. 2021 Jan;113(1 Pt 2):654-663. doi: 10.1016/j.ygeno.2020.09.062. Epub 2020 Oct 1. PMID: 33011328.
  5. ^ Zhang WZ, Lan T, Nie CH, Guan NN, Gao ZX. Characterization and spatiotemporal expression analysis of nine bone morphogenetic protein family genes during intermuscular bone development in blunt snout bream. Gene. 2018 Feb 5;642:116-124. doi: 10.1016/j.gene.2017.11.027. Epub 2017 Nov 10. PMID: 29129809.
  6. ^ Nie CH, Wan SM, Tomljanovic T, Treer T, Hsiao CD, Wang WM, Gao ZX. Comparative proteomics analysis of teleost intermuscular bones and ribs provides insight into their development. BMC Genomics. 2017 Feb 10;18(1):147. doi: 10.1186/s12864-017-3530-z. PMID: 28183283; PMCID: PMC5301324.
  7. ^ Wan SM, Yi SK, Zhong J, Nie CH, Guan NN, Zhang WZ, Gao ZX. Dynamic mRNA and miRNA expression analysis in response to intermuscular bone development of blunt snout bream (Megalobrama amblycephala). Sci Rep. 2016 Aug 3;6:31050. doi: 10.1038/srep31050. PMID: 27486015; PMCID: PMC4971466.
  8. ^ CN112226465-一段分離的核苷酸序列在無礦化肌間骨斑馬魚構建中的套用
  9. ^ Okura H, Sato S, Kishikawa S, Kaneto S, Nakashima T, Yoshida N, Takayanagi H, Kiyono H. Runx2-I isoform contributes to fetal bone formation even in the absence of specific N-terminal amino acids. PLoS One. 2014 Sep 22;9(9):e108294. doi: 10.1371/journal.pone.0108294. PMID: 25244033; PMCID: PMC4171521.