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科学家培养出彩虹斑马鱼

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来源: 作者: 2019-05-17 00:41:55

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一条皮肤彩虹斑马鱼的横切面,其皮肤细胞在顶层发出多种颜色。图片来源:Chen et al./Developmental Cell 2016

研究人员日前培育出一种转基因斑马鱼,其皮肤能够发出具有数千种颜色的荧光,从而使得科学家能够实时追踪成百上千个单个细胞的行为,同时得以了解当皮肤受伤后究竟产生了什么。

主持这项研究工作的美国北卡罗来纳州达拉莫市杜克大学研究组织再生的Kenneth Poss表示:“这是一条特别美丽的鱼。”研究人员在最新出版的《发育细胞》杂志上公布了这一研究成果。

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介绍,他们的这1想法最初基于“大脑彩虹”——这是一种2007年发表的技术,它通过基因工程让神经细胞表达混合的荧光蛋白,从而在不同的细胞中随机产生不同的颜色组合。

在通过基因工程使皮肤细胞表达蛋白的斑马鱼中,这个相同概念被称为“皮肤彩虹”。荧光细胞被限制在斑马鱼的皮肤外层,并覆盖其身体的全部表面,乃至包括角膜组织。

基于这些荧光细胞能够表达的红色、绿色和蓝色蛋白组合的数量,单个细胞预计能够发出约5000种不同颜色组合的任一种色采。事实上,只有约70种色彩能够被一种显微镜清楚地识别富翁与妙龄女
出来。尽管如此,这对于大多数细胞打上与它们的邻居不同的“条码”已足够了。

随着时间的推移,通过追踪数百个单个皮肤细胞,研究人员将能够实时研究皮肤如何从伤害中恢复过来,例如一次擦伤或鳍截肢。

例如,科学家发现,当一个鱼鳍被割断后,细胞会采用3个不同的过程使得再生组织覆盖住皮肤。而从附近区域迁移过来的皮肤细胞也会覆盖新的组织;新的皮肤细胞被创造出来,并且一些细胞的数量也会大幅增加。

Poss表示:“这是一项非常有趣的研究。”他说:“你不知道到底会发生什么,但你有一种很好的途径来视察它。”

斑马鱼身体长而略呈纺锤形,头小而稍尖,吻较短,全身布满多条深蓝色纵纹似斑马,与银白色或金黄色纵纹相间排列。在水族箱内成群游动时犹如奔驰于非洲草原的斑马群,故被称为斑马鱼。斑马鱼和人类基因有着87%的高度同源性,作为模式生物的优势很突出,这意味着其实验结果大多数情况下适用于人体。常可用于水质环境的监测。在国际上,斑马鱼模式生物的使用正逐渐拓展和深入到生命体的多种系统(例如神经系统、免疫系统、心血管系统、生殖系统等)的发育、功能和疾病(例如神经退行性疾病、遗传性心血管疾病、糖尿病等)研究中,并已应用于小分子化合物的大规模新药挑选。

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