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华中农业大学找到了控制鱼刺的基因,能大量减少鱼刺并保持肉质,这背后有哪些科学原理?你愿意尝试吗? 第1页

  

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确实是挺好玩的研究。

高泽霞团队发现了导致鳊鱼肌间刺出现的关键基因,把相关基因敲除,就可以获得几乎不含肌间刺的鳊鱼。

但需要注意以下几点:

1. 不是「无刺鱼」,是「几乎没有肌间刺的鱼」。

肌间刺(Intermuscular bone)指的是鱼肌肉间的小刺,有的还会有分叉,这是我们在吃鱼过程中最讨厌的东西,又小又硬,难清理干净,还容易卡喉咙。如下图所示:

不是所有的鱼都有肌间刺的。我们平时吃的鲤科大部分鱼类(鲤鱼,鲫鱼,草鱼等)都有肌间刺,而真鲈科的鲈鱼,鲿科的黄颡鱼就几乎没有肌间刺。一般认为真骨鱼的进化史中,肌间刺朝着由少,变多,再变少的方向发展。所以平时吃的没有肌间刺的鱼,是相对更高等的鱼类(捂脸)

但是既然低等真骨鱼类进化出了肌间刺这种东西,那应该还是有用武之地的。目前有假设认为肌间刺可以帮助那些肉质比较疏松的鱼类,起到支撑肌肉的作用。

如果确实如此,那这个研究里面的鱼,因为「敲掉基因」而缺少肌间刺,会不会有一定生存上的问题?它们还适合大规模养殖吗?这些还暂时不知道,需要继续研究。

2. 敲掉特定基因,算「转基因」吗?

世界卫生组织是这样定义转基因生物的:

转基因生物可被定义为遗传物质通过非自然交配和/或非自然重组的方式发生改变的生物体(即植物、动物或微生物)。

根据世卫组织的定义,任何涉及基因改造的食物都被算作「转基因食品(Genetically modified food)」,无论是转入外源基因,还是敲掉特定基因。所以,这种「敲掉肌间刺基因的鱼」也应算作一种转基因生物(食品)。

国内对于这种「未转入外源基因,只是敲掉特定基因」的食品,还处于法规空白状态。如果最终被定性成转基因食品,那就需要等待漫长的审批过程,还要进行一系列毒理、致敏测试,最终才能上市。目前我国还没有转基因动物上市的先例。

说人话:即使大规模养殖没问题,我们可能也没法非常快地吃到。

有一种规避的方法:找到缺乏肌间刺的基因突变野生种,通过杂交选育的方式获得缺乏肌间刺的品系。这样就肯定不算转基因了。不过这得靠运气。

3. 这种「改造特定基因」的食物案例还有哪些?

通过改造特定基因,来改变食物性状的研究还挺常见的。

比如,把苹果中的负责编码多酚氧化酶的基因敲除,获得「不会氧化变色的苹果」。这种苹果已经在美国上市,商品名为 “Arctic Apple”。

豆浆中的豆腥味来源于大豆脂肪的酶促氧化反应,因此也有把大豆中负责脂肪氧化酶基因进行改造,获得「没有豆腥味的大豆」的研究:

以后这类研究肯定也会越来越多。我觉得,给食物进行基因改造,使之更加好吃,保存更长久,是大势所趋。


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一条Runx2b敲除鱼,全网媒体尬吹。看实验数据,鱼骨都变形了,不知道能不能顺畅游起来,还想大口吃肉?不要听信新闻报道,还是要查一手资料。

另外,这个无鱼刺基因是骨发育基因Runx2b。Runx2的骨发育研究9000篇,科研上没有太多新颖性。高泽霞老师其他基础科研工作比这个更香。

无刺鱼的食用价值我也保留意见,敲除Runx2后,这鱼可能游不动,长不肥,活不久,不一定有食用价值

新闻报道这么不靠谱,我们只能查一手资料去判断新闻可靠性。

讲讲怎么查一手资料:

--


早上收到 @王豆皮 豆皮大佬邀请,让我看下这新闻:

高泽霞组敲除某个基因,得到了没有鱼刺的鱼,有很强的食用价值。

我也很感兴趣无刺鱼究竟敲掉哪个基因。因为之前日本有个组用CRISPR/Cas敲了真鲷(音:真吊)的肌肉抑制基因Myostatin,得到肉量增加20%的真鲷,算是业内比较有名的基因编辑应用案例。


这次国内也做了基因编辑鱼,还是无刺鱼,感觉很好玩,一有空我就查了高泽霞老师的文章。

第一步、Pubmed搜高泽霞的文章:

高泽霞老师确实非常踏实,从2015年到2021年,做了非常多鱼刺(肌间刺)的基础研究,包括转录组、小RNA组、蛋白组[1][2][3][4][5][6][7]

但很不幸,没查到无刺鱼的应用文章,全是基础研究

这些基础工作给高泽霞组提供了非常多鱼类肌间刺发育的基因表达变化数据,比如鱼刺发育过程中小RNA变化、mRNA变化、BMP这个基因家族的变化、蛋白组的变化、LncRNA-miRNA-mRNA三者的调控变化。

基础工作积累这么多,确实有机会找到鱼刺发育基因。

根据新闻报道:

高泽霞组2019年就找到了能参与70%鱼刺发育的基因,敲除这个基因后,70%的鱼刺没了;2021年又找到参与100%鱼刺发育的基因,敲除后,斑马鱼完全没鱼刺。

可能出于专利保密考虑,数据没公开发表成文章。

那怎么查到高泽霞组的无刺鱼究竟敲了哪个基因呢?

文章查不到,还有专利呀。

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第二步、搜高泽霞老师的专利,成功:

搜索高泽霞老师的专利,就能查到这个2021年的专利CN112226465[8],通过CRISPR/Cas9敲除斑马鱼的某个基因,从而得到没有鱼刺的斑马鱼。

无刺鱼长成下面这样:

我们可以看红圈标注的部分,正常鱼除了那条主心骨一样的鱼骨外,尾巴和背上都会有鱼刺。敲除基因的斑马鱼完全没有鱼刺。

然而,有没有觉得这条鱼的主心骨看起来特别怪异?感觉整个骨发育都糊成一团,不知道影不影响斑马鱼游动。

敲除后 不产鱼刺的基因是谁?专利中没具体披露。

但注意专利这个序列:TCAGCGGAGCTCAGGAATGCCTCAGGGGTTATGAAGAACCAGGTGGC。

敲掉的是这个DNA序列,我们可以查它属于哪个基因。

--

第三步、Blast 搜索无鱼刺鱼敲除的基因是Runx2b。

随后,在NCBI上Blast搜索这段序列。选择基因组数据库Refseq Genome,对应基因组选择斑马鱼,点击Blast,激动人心的解密时刻就到了。

是谁呢?

是谁呢?

只有一条匹配序列,NC_007131.7!

激动地把序列下载到本地!

打开Snapgene!终于要看到无刺鱼真面目啦!!!

哦,是Runx2,洗洗睡了。


--

第四步、为什么Runx2挺没意思的呢?

Runx2是骨发育的主效基因之一,虽然我博士不做骨发育,但这个基因已经有名到非专业人员都能听到它,Pubmed一查就是9000多篇研究,非常热门。

我们先看下Runx2敲除的小鼠长什么样:

这里的neo/neo指的是Runx2-I完全敲除的小鼠,你可以看到手的骨头没怎么钙化,头骨没怎么钙化,基本上这鼠就是个软脚虾,很快就死了,它肯定长不肥[9]

同理,敲除Runx2b的鱼 骨头看起来也不太正常,不知道这鱼能活多久,也不知道能不能长大长肥,可能食用价值会打折扣。

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总结:

高泽霞老师组是个很严谨的基础研究组,但媒体特别喜欢造个大新闻。

想知道真相?

只能查一手资料,公众号和新闻不一定靠谱。

无奈摊手……

参考

  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. ^ CN112226465-一段分离的核苷酸序列在无矿化肌间骨斑马鱼构建中的应用
  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.

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高分答案密码:推广基因到人,免得多刺。


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可能会是大家对转基因技术最正面评价的一次?

不过,其实这个意思看起来应该就是去掉肌间刺,大刺应该还是有的。这个技术应该只是让普通鱼也变成鲈鱼黑鱼那样的只有大刺没小刺的类型。不是完全没刺。

如果能正常大量上市,我肯定愿意吃。


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其实学界对于鱼刺形成相关机制的研究,已经有很长时间了。

从食用角度,我们最讨厌的那种鱼肉中的小刺,其实学名叫做肌间刺(IB:intermuscular bones)。所以严格来讲,肌间刺不能算真正的鱼骨头,而只是鱼肌肉间结缔组织骨化后的一种展现形式。

背后的科学原理嘛,其实原文也解释的很清楚了。大概就是,先通过肌间刺的RNA表达谱,筛选出了50个候选基因(大概率是通过基因差异表达,就是这些基因比起其它的组织,在肌间刺组织中呈现特异性高表达),然后呢,在通过基因敲除的方式,在模式生物斑马鱼上一个一个尝试(就是纯体力活),最后发现了控制肌间刺发育的主效基因,然后在通过杂交培育筛选的方式,获得稳定的无刺鱼后代。这里稍微,解释一下什么叫主效基因,就是控制生物学表型背后的机理往往都非常复杂,并不是一个或者某几个基因起作用的。但相对而言,有些基因可能在某个表型的呈现上,起到的作用相对大一些,就被称为主效基因。比如报道中也说了,高教授团队2018年的时候就发现了一个基因,敲除后可以减少70%左右的肌间刺,但是尾部的刺还是存在,所以其实一定程度上,在发现这次报道的基因前,之前那个基因也可以算是主效基因。

但其实与肌间刺生成相关的基因,以前就已经报道了过很多,比如scxa, msxC[1],包括除了基因本身以外,像长链非编码RNA,小RNA参与其调控的机制也有被发现过[2],另外不同鱼游泳的方式和生态因素,也对IB的发育有影响[1]。所以这次发现的主效基因,在其它鱼类上是否能起到同样重要的作用,也不一定。

最后在食用方面,我个人还是持保留态度吧。一是,单从报道上的肉质没有改变,目前还并不知道是通过什么方式评估的。二来,生物自然的一些属性,绝大多数是“存在即合理”的,所谓牵一发而动全身,通过人为方式干预的结果,或多或少肯定会影响一些其它方面的表型

目前已知的肌间刺对鱼的功能就包括,在游动中支持侧面的肌肉,通过增强肌节(sarcomeres)的连接,促进肌肉强度的提升。比如在肉食性鱼类中,就需要更多数量的肌间刺,从而保证它们在捕食情况下肌肉的稳定性和强度[3]。另外,之前也提到过,肌间刺一定程度上属于骨化的结缔组织,所以可能在功能上也有跟结缔组织相似的地方,比如包括增强机体刚度、调控不同肌肉部分的力量传递,以及能量的储存与释放[4]所以,鲤鱼之所以能跳龙门,可能没有肌间刺都跳不成。所以我觉得,即便是产业化,规模应该也不会很大,针对小孩老人这种特殊群体可能比较合适。挑刺本身可能并不是一个很大的刚需吧,反正我个人对于无刺鱼还是没有什么兴趣的。

参考

  1. ^ a b Bo Li, Yuan-Wei Zhang, Xiao Liu, Li Ma, Jun-Xing Yang. Molecular mechanisms of intermuscular bone development in fish: a review. Zoological Research, 2021, 42(3): 362-376. doi: 10.24272/j.issn.2095-8137.2021.044
  2. ^ [1] Chen Y , Wan S , Liao Q , et al. Genome-Wide Integrated Analysis Revealed Functions of lncRNA–miRNA–mRNA Interaction in Growth of Intermuscular Bones in Megalobrama amblycephala[J]. Frontiers in Cell and Developmental Biology, 2021, 8:603815.
  3. ^ Yang MX, Zhu ZA, Chen JJ, Cai XZ, Fan ZY, Huang CN, et al. 2019d
  4. ^ Danos N, Ward AB. 2012. The homology and origins of intermuscular bones in fishes: phylogenetic or biomechanical determinants?. Biological Journal of the Linnean Society, 106(3): 607−622.

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不只是地域黑、还有学历歧视。

我真搞不懂为什么上网买个球拍,还能牵扯出来这种糟心的事?有规定必须双一流学校才能买吗?还是说我们河南人不能买?

听完老板的回应,我这个河南人火更大了:

客服他们20多岁做这个工作不容易,因为别人投诉,情绪不好才说出这话的。

明显是这个客服素质不行,就别在这装委屈

好多人还会说断章取义,那我先把事情说清楚:

一个学生买了球拍,对赠送的礼物不满意,过来询问,之沟通中客服就开始魔幻操作。


言论1:“河南省就是贫民窟”

地域歧视,这句话没得解释,但是常年经受地域黑的我已经习惯了,我还真是感恩,谢谢你让大家知道我们河南人很穷;

河南是一个农业大省,河南人就只知道种地,每年调出 400 亿斤原粮和加工制成品,为保证国家粮食安全做贡献,可偏偏发展最不好、最不受重视、最不怎么见起色的就是农业。


河南是一个人口大省:1,搞不动教育,全省仅有一个211的高校,好几个从河南大学独立出去的院系都已经是211高校了,河南省委屈啊,没有好的教育资源,所以河南每年高考都是数一数二的内卷大省;

2,不懂得搞经济,没有好的教育环境,就留不住人才,人口外流严重,自己没有人才就缺少经济头脑,就更难以发展经济。

所以河南确实穷,大家都知道,没必要专门讽刺我们,只会让大家觉着你这个人没素质。

除了这些,恐怕作为名校毕业的你,早就忘记了初中历史书上说的“得中原者得天下”。


言论2、“是985还是211”“属于水货大学,是吧”“浪费时间的大学”

没错,四川大学作为双一流学校,确实比河南理工大学好,但是买东西没有必要歧视一本的学生?并且人家现在已经考上郑州大学的研究生。


大学是一个对学生综合素质的教育,没有任何大学教育可以说是浪费时间的大学,你没学好,只能说是你自己的问题。

四川大学马克思毕业的,真是验证:不管受过什么样的高等教育,学过多少理论思想,永远启蒙不了屁股歪的人。


话说:阿迈威运动专营店的客服,为什么我都给你主动发信息一个多小时了,你还不回复我??


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国民党现在的政治纲领用三个字就可以总结:想执政。

除此之外就没有任何拿得出手的政治理念了。所以国民党的精英和名嘴只会一招,批评民进党,无论干什么都跟民进党唱反调。

这种路线只有在民进党的执政引起天怒人怨的情况下才有一丝成功的可能。不然现在生活还过得去,选民为什么选一个除了想执政一点理念都没有的政党呢?

台湾已经长时间成为发达经济体,他的文官系统基本可以独立于政党运作。所以无论谁在台上,短期内保持经济发展和社会稳定都不太成问题。这时候选政党就是冲着理念去的。

民进党的理念就是实质台独,而且这几年有美国支持,确实给岛内选民一种台湾得到不少国际认同的感觉。反观国民党,只会批评民进党破坏两岸关系,却拿不出自己的理念。张亚中的两岸和平协议虽然天真,但是起码有个让人能看到的东西。所以今年党主席选举才突然受到很多关注和支持。

但是保守又自私的国民党高层担心张亚中的两岸路线不受中间选民欢迎影响选票,还是做掉了张亚中的主席,选了自以为的“安全牌”朱立伦。孰不知在当前全球民粹主义高涨的如今,最让选民讨厌的就是这种保守又不接地气的政治家族出身的精英。不但拉不到中间选民的支持,连国民党的支持者都充满失望,所以最近四大公投、台中补选、罢免林昶佐全部惨败。

面临这样的重大失利,朱立伦竟然不敢亲自出席新闻发布会。这种行为实在是太愚蠢了。如果朱敢于第一时间站出来承担政治责任并且请辞,起码他本人还能保持一点尊严,也留下一些东山再起的可能性。现在这个做派,让所有人看到他的懦弱和自私。国民党已经败无可败了,还把持着一分钱不值的主席位置。幻想在明年的地方选举中也许能赢回一点政治资本。

国民党从上到下都是这么一副做派,还妄想回去执政。他们不完蛋就没有天理了。




  

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