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吃貨們,準(zhǔn)備好迎接一個(gè)沒(méi)有魚刺的美食新時(shí)代了嗎?
在中國(guó),魚類是廣受歡迎的美食,但魚刺的存在常常讓人們?cè)谙硎苊牢兜耐瑫r(shí)提心吊膽。
能不能吃到一條沒(méi)刺的魚?!這個(gè)吃貨的夢(mèng)想放在以前是天方夜譚、癡人說(shuō)夢(mèng),但現(xiàn)在,這個(gè)夢(mèng)想有望照進(jìn)現(xiàn)實(shí)。
高澤霞
2024年,華中農(nóng)業(yè)大學(xué)的高澤霞教授及其團(tuán)隊(duì)傳來(lái)好消息——經(jīng)過(guò)多年的科研攻堅(jiān),他們培育出無(wú)間刺的草魚。在此之前,他們已經(jīng)先后培育出無(wú)肌間刺的斑馬魚和武昌魚等。而這些成果的取得,得益于高澤霞“愛(ài)挑刺兒”的性格。
種下用基因編輯技術(shù)“挑刺兒”的夢(mèng)想
高澤霞2001年9月進(jìn)入華中農(nóng)業(yè)大學(xué)水產(chǎn)養(yǎng)殖學(xué)專業(yè)學(xué)習(xí)。2007年在研究生二年級(jí)順利轉(zhuǎn)博后,她成為所在學(xué)院第一個(gè)國(guó)際聯(lián)合培養(yǎng)博士生,遠(yuǎn)赴美國(guó)俄亥俄州立大學(xué)交流學(xué)習(xí),2010年學(xué)成回校。
一開(kāi)始,高澤霞所在的團(tuán)隊(duì)主要研究武昌魚,愛(ài)鉆研的小姑娘憑借扎實(shí)的基礎(chǔ)和超強(qiáng)的研究能力順利攻克了相關(guān)難題。但她發(fā)現(xiàn)這些問(wèn)題解決之后,武昌魚的價(jià)格還是抬不上來(lái)。為什么?一番調(diào)研過(guò)后,她發(fā)現(xiàn)了關(guān)鍵所在——武昌魚的魚刺多,不好賣!
能不能利用所學(xué)將武昌魚刺多的問(wèn)題解決掉?好奇的高澤霞開(kāi)始查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料,發(fā)現(xiàn)之前也有學(xué)者關(guān)注過(guò)這個(gè)問(wèn)題,但并未深入研究。這是一條鮮少有人觸碰的區(qū)域,足以說(shuō)明它的難度,但敢想敢拼的高澤霞決定闖一闖。一番研究過(guò)后她決定將攻關(guān)的點(diǎn)落在魚間刺上。
在魚類進(jìn)化的過(guò)程中,有魚類的間刺經(jīng)歷了變軟退化的歷程。鱸形目的鱸魚、鲇形目的黃顙魚等甚至沒(méi)有肌間小刺。但因?yàn)闊o(wú)小刺魚類一般養(yǎng)殖成本較高,或者“嬌氣不好養(yǎng)”,所以國(guó)人選中的主養(yǎng)魚多以青、草、鰱、鳙、鯉、鯽、魴這些存在一定數(shù)量肌間刺的品種為主。如果能攻克這類魚肌間刺的問(wèn)題,無(wú)疑是一件利國(guó)利民的好事。
“理論上講,如果能找到肌間刺形成的主控基因,是可以通過(guò)基因編輯技術(shù)實(shí)現(xiàn)不讓武昌魚長(zhǎng)出肌間刺的。”深思熟慮給了高澤霞前行的勇氣。“另外,我們的父母長(zhǎng)輩包括我自己都有腰椎間盤突出問(wèn)題,研究肌間刺還跟骨質(zhì)增生(俗稱骨刺)有點(diǎn)關(guān)系?!庇袎?mèng)想就有動(dòng)力,高澤霞踏上了這場(chǎng)利用現(xiàn)代基因編輯技術(shù)“挑刺兒”之旅。
“偵探挑刺兒”也不容易
在科研的道路上,理想總是美好的,但現(xiàn)實(shí)往往充滿了挑戰(zhàn)。
高澤霞及其團(tuán)隊(duì)在探索武昌魚肌間刺問(wèn)題的過(guò)程中,就遇到了一個(gè)看似不可能完成的任務(wù)——要從每條性成熟的武昌魚中挑出84~146根肌間刺(普遍數(shù)量,存在個(gè)體差異),并從中提取高質(zhì)量的轉(zhuǎn)錄組RNA,以研究肌間刺的形成與基因表達(dá)之間的關(guān)系。
剃掉結(jié)締組織的鳊魚骨及魚刺
這項(xiàng)工作的技術(shù)難度極高。首先,需要精確地定位每一根肌間刺的位置,然后在麻醉的狀態(tài)下,小心翼翼地將這些與結(jié)締組織粘連的小刺拔出。接下來(lái),她和她的團(tuán)隊(duì)必須迅速清除附著的肌肉組織,并在RNA降解前將其冷凍保存,以確保能夠提取到高質(zhì)量的RNA樣本。
經(jīng)過(guò)3個(gè)月的不懈努力,高澤霞和她的學(xué)生們終于掌握了這項(xiàng)“挑刺”技術(shù),并成功申請(qǐng)了世界上第一個(gè)關(guān)于魚刺研究的國(guó)家專利。這項(xiàng)技術(shù)不僅提高了RNA提取的效率,也為后續(xù)的基因表達(dá)研究奠定了基礎(chǔ)。
在深入分析武昌魚肌間刺組織與其他骨骼組織的基因和蛋白表達(dá)差異后,高澤霞團(tuán)隊(duì)逐步揭示了影響肌間刺生長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)鍵基因。他們從60多個(gè)候選基因中篩選出3個(gè)在不同程度上調(diào)控魚類肌間刺發(fā)生的基因。就像是一位耐心的偵探,他們不斷搜集證據(jù)、拼接線索,一步一個(gè)腳印,穩(wěn)扎穩(wěn)打。最終,他們找到了真相——runx2b基因缺失可以讓肌間刺完全缺失!“真的一根肌間刺都沒(méi)有!當(dāng)時(shí)我們都不敢相信這是真的。”謎題解開(kāi)后,高澤霞內(nèi)心久久不能平復(fù)。
2019年,高澤霞團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了runx2b基因?qū)︳~類肌間刺的關(guān)鍵作用。他們首先在斑馬魚上驗(yàn)證了這一發(fā)現(xiàn),然后在2020年開(kāi)始探索將這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于武昌魚和其他經(jīng)濟(jì)魚類。到了2021年,他們成功地在武昌魚身上實(shí)施了基因編輯,并于2022年獲得了沒(méi)有肌間刺的武昌魚。同一年,團(tuán)隊(duì)也將這一技術(shù)應(yīng)用于草魚,這是一種性成熟較晚的魚類。經(jīng)過(guò)兩年的努力,高澤霞教授的團(tuán)隊(duì)不僅培育出了無(wú)刺的F1代草魚苗種,還從中篩選出了500多條無(wú)小刺的草魚個(gè)體。這些個(gè)體被用于繁育F2代,結(jié)果表明所有后代均為無(wú)刺草魚,且這一特性能夠遺傳。無(wú)刺草魚的成功培育,為消費(fèi)者提供了一種新的選擇,使得這種廣泛養(yǎng)殖的魚類在未來(lái)可能帶來(lái)更加便捷的食用體驗(yàn)。
努力讓“沒(méi)有小刺的魚”走進(jìn)千家萬(wàn)戶
沒(méi)有間刺的魚安全嗎?味道如何?
華中農(nóng)業(yè)大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院的學(xué)生分享了品嘗無(wú)肌間刺武昌魚的感受:“比正常的草魚更鮮嫩一點(diǎn)”“口感接近鱸魚,有蒜瓣肉”“肉質(zhì)、口感、味道和普通武昌魚沒(méi)有差別,唯一的差別就是沒(méi)有肌間刺,吃起來(lái)真的非常過(guò)癮,一大口下去根本不用擔(dān)心有刺?!?/span>
對(duì)比圖
經(jīng)過(guò)檢測(cè),“無(wú)刺”草魚蛋白質(zhì)、微量元素、管纖維的氨基酸含量與普通草魚相近。相比于其他淡水魚草魚還可以用更低的飼料成本,換取更多的優(yōu)質(zhì)蛋白,而它們的排泄物成分,對(duì)水質(zhì)環(huán)境也更友好。
目前,高澤霞團(tuán)隊(duì)在“無(wú)肌間刺淡水魚”的研究中取得了階段性的進(jìn)展,團(tuán)隊(duì)也正在進(jìn)一步尋求合作,探索無(wú)肌間刺銀鯽的可能性。未來(lái),這一技術(shù)還有望推廣至鰱魚、鳙魚等主要淡水魚種。團(tuán)隊(duì)還致力于將無(wú)刺魚類的養(yǎng)殖模式從傳統(tǒng)池塘向現(xiàn)代化工廠化養(yǎng)殖轉(zhuǎn)變,并對(duì)這些魚類的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)進(jìn)行更深入的評(píng)估。他們堅(jiān)信,未來(lái)隨著國(guó)家基因編輯育種相關(guān)政策的落實(shí),“沒(méi)有小刺的魚”一定能走進(jìn)千家萬(wàn)戶。
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