模式生物之斑馬魚
1和4:常見斑馬魚; 2:轉(zhuǎn)基因斑馬魚;3透明斑馬魚
斑馬魚(zebra fish)(拉丁名:Danio rerio)因其體側(cè)有像斑馬一樣藍銀相間的條紋而得名。原產(chǎn)于印度東部、巴基斯坦及孟加拉國的小溪、稻田及恒河中游地區(qū)。
它飼養(yǎng)簡單,玲瓏活潑,且具有一定的觀賞價值,是初學(xué)者常選擇的入門品種。
另外,斑馬魚個體較小,養(yǎng)殖花費少,能夠大規(guī)模繁殖,經(jīng)過30多年的研究應(yīng)用,目前已經(jīng)有20多個品系,并建立了斑馬魚基因數(shù)據(jù)庫。
與模式生物中的果蠅、蟾蜍、雞和小鼠相比具有以下優(yōu)點:
1.成魚個體小,方便飼養(yǎng)。
斑馬魚成年個體長約4~6cm,雄魚個體修長,雌魚個體肥大,方便識別。
一升水中最多可以養(yǎng)8尾。
2.發(fā)育快、繁殖能力強、性成熟期短。
受精后約40分鐘,就完成了第一次有絲分裂。24小時后,主要器官已經(jīng)形成,腦室、眼睛、耳和體節(jié)等清晰可見。相當人類第28天的胚胎。3個月可達到性成熟。雌魚每周產(chǎn)300枚卵,可保證每天獲得成千上萬的胚胎。
3.體外胚胎發(fā)育方便觀察和操作
胚胎在母體外發(fā)育并且透明,因此易于觀察。
4.擁有較完善的胚胎和遺傳學(xué)操作技術(shù)
可以很方便地進行細胞標記和細胞譜系跟蹤、胚胎的細胞移植技術(shù);還可培育單倍體及基因組倍增;在基因功能研究方面,已發(fā)展了轉(zhuǎn)基因技術(shù)、基因過量表達,體細胞克隆等技術(shù)。
5.品系資源豐富
目前研究中常用的是斑馬魚野生型品系主要為Tuebingen品系。此外,還有3000多個突變品系和轉(zhuǎn)基因品系。
斑馬魚的眾多優(yōu)點,讓它在解答基本生物學(xué)問題,人類疾病研究和環(huán)境毒力學(xué)方面都起到了積極作用。
斑馬魚在胚胎發(fā)育上的絕對優(yōu)勢,已經(jīng)成為發(fā)育學(xué)家的最愛。不僅可以用來研究整個發(fā)育過程,還可以用來確定基因和基因間的相互作用對整個發(fā)育過程的影響。
斑馬魚屬于脊椎動物且生長發(fā)育過程和組織系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與人類有很高的相似性,兩者在基因和蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能上表現(xiàn)出較高的保守性,它是可以作為研究人類疾病發(fā)生機理的優(yōu)良模式生物。
Weinstein研究發(fā)現(xiàn)斑馬魚gridlock突變體表現(xiàn)與人類先天性動脈血管收縮癥類似;Drummond等發(fā)現(xiàn)doublebubble突變體的表型類似于人類常染色體顯性多囊腎病的癥狀, Hopkins教授鑒定了11種發(fā)生多囊腎的斑馬魚突變體;Fleer 和elipsa突變體表現(xiàn)出腎,眼發(fā)育不良,類似于人類Senior-Loken綜合癥;sapje突變體是人類肌無力的模型。另外,斑馬魚不僅可以成為腫瘤研究的動物模型,還是唯一的脊椎動物高通量藥物篩選模型。
斑馬魚胚胎和幼魚對有害物質(zhì)非常敏感,已被廣泛的運用在醫(yī)藥衛(wèi)生,食品和生活用品的安全性測試方面。顯示出其在科學(xué)研究中的巨大潛力。