7 月 24 日 14 時(shí) 22 分，中國(guó)天宮空間站實(shí)驗(yàn)艙「問(wèn)天」成功在文昌航天發(fā)射場(chǎng)升空，讓越來(lái)越多的人對(duì)「耕漁太空」?jié)M懷憧憬。

此次問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙以生命科學(xué)和生物技術(shù)研究為主，生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜以多種類型的生物個(gè)體為實(shí)驗(yàn)樣品，開展斑馬魚、擬南芥、線蟲、果蠅等動(dòng)植物的空間生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)，研究在密閉環(huán)境下，斑馬魚和藻類如何共存，氧氣和二氧化碳如何循環(huán)。了解這個(gè)問(wèn)題，對(duì)人類的太空生存有著重大的意義。

其實(shí)，斑馬魚上太空的歷史由來(lái)已久，一直可以追溯到 1976 年跟著前蘇聯(lián)的「禮炮五號(hào)」空間站上太空。2012 年 7 月 20 日，日本空間局（JAXA）也曾將一個(gè)水族箱（又稱為「水生生物棲息地（Aquatic Habitat，AQH）」）送上了國(guó)際空間站，通過(guò)這個(gè)設(shè)施來(lái)研究微重力對(duì)海洋生物的影響。

那么科學(xué)家為何會(huì)選擇帶斑馬魚上太空？斑馬魚又如何為人類提供健康保障？今天，我們來(lái)一一揭秘！

圖片由環(huán)特生物拍攝

一條魚的使命——斑馬魚的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

斑馬魚作為繼大小鼠之后的三大模式動(dòng)物，其基因與人類的同源性高達(dá) 87%，生理、發(fā)育和代謝過(guò)程與哺乳類動(dòng)物高度相似，能可靠地模擬并預(yù)測(cè)人類生理和病理過(guò)程。在生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、藥物研發(fā)、保健食品開發(fā)、化妝品和食品安全評(píng)價(jià)等諸多領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用。

自 20 世紀(jì) 80 年代以來(lái)，基因編輯技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入了快車道，基因突變、基因敲除、轉(zhuǎn)基因以及同源重組等新的技術(shù)手段層出不窮，通過(guò)基因編輯技術(shù)構(gòu)建的動(dòng)物模型為研究基因功能、探討致病基因作用機(jī)制、建立藥物篩選疾病模型、新型癌癥治療方法的研發(fā)和遺傳性疾病的攻克等領(lǐng)域提供了全新的研究切入點(diǎn)及應(yīng)用方向，也讓我們見證著生物學(xué)的突破對(duì)人類生命健康質(zhì)量提高的巨大影響?；蚓庉嫾夹g(shù)與斑馬魚的結(jié)合也給生命科學(xué)研究帶來(lái)很多驚喜。

斑馬魚基因編輯模型的優(yōu)點(diǎn)

首先，活體觀察和成像更精細(xì)和便捷。斑馬魚胚胎是體外發(fā)育，胚胎和幼魚早期通體透明，非常適合活體成像，能夠長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行細(xì)胞水平的跟蹤觀察，并獲得高質(zhì)量的視頻和圖像資料。利用斑馬魚胚胎透明的特點(diǎn)，近幾年，越來(lái)越多的研究人員開發(fā)出各種各樣的熒光標(biāo)記的斑馬魚遺傳品系，借助斑馬魚基因編輯品系，實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞和分子水平變化的活體可視化跟蹤和分析，大幅提高了研究精度和效率。

其次，獲得陽(yáng)性表型個(gè)體的效率更高。在對(duì)胚胎進(jìn)行基因編輯后，F(xiàn)0 代個(gè)體出現(xiàn)陽(yáng)性表型的比例一般不超過(guò) 10%，所以需要用到的胚胎數(shù)量較多。斑馬魚產(chǎn)卵量大，獲得大量胚胎的成本低，加上胚胎是體外發(fā)育，能夠在 F0 代發(fā)育早期就篩選出有陽(yáng)性表型的個(gè)體進(jìn)行養(yǎng)殖。另外，通過(guò)在基因編輯的時(shí)候引入報(bào)告基因，可以通過(guò)對(duì)熒光信號(hào)觀察和檢測(cè)對(duì) F0 代個(gè)體進(jìn)行快速篩選，減少相對(duì)繁瑣的 PCR 和 WB 檢測(cè)工作量。

巨噬細(xì)胞幫助腦血管損傷修復(fù)的過(guò)程圖。圖中綠色熒光標(biāo)記的為巨噬細(xì)胞，紅色熒光標(biāo)記的為腦血管。當(dāng)腦血管受損斷裂后，巨噬細(xì)胞會(huì)遷移到損傷位置，伸出偽足與血管斷點(diǎn)粘接，并通過(guò)偽足收縮產(chǎn)生機(jī)械收縮力牽引腦血管斷點(diǎn)兩端重新黏著在一起，進(jìn)而幫助腦血管重新連接而完成修復(fù)。

Cre-LoxP 系統(tǒng)條件性敲除等位基因的表型圖。左圖為帶有含報(bào)告基因（EGFP）的重組 LoxP 位點(diǎn)的斑馬魚，斑馬魚表型正常，眼睛的綠色熒光表明 LoxP 位點(diǎn)成功重組進(jìn)斑馬魚基因組。右圖為注射 Cre mRNA 的斑馬魚，斑馬魚眼睛的綠色熒光消失表明含有 LoxP 位點(diǎn)的等位基因序列被有效敲除，該等位基因的敲除導(dǎo)致斑馬魚心臟發(fā)育異常（水腫）。

目前，在斑馬魚中已成功建立多種敲入技術(shù)，包括定點(diǎn)插入、點(diǎn)突變和條件性敲除等技術(shù)，而且國(guó)內(nèi)斑馬魚基因編輯企業(yè)已經(jīng)能夠提供成熟的技術(shù)服務(wù)。研究者可根據(jù)基因的特征及研究目的，來(lái)選擇研究周期相對(duì)短、成本相對(duì)低的方法來(lái)完成研究課題。

手把手教你探究不同基因的功能

1、快速探究基因在胚胎發(fā)育早期中的功能，可選擇在受精卵中注射CRISPR mix、mRNA 或 DNA 等瞬時(shí)作用的方法；

2、快速探究基因在發(fā)育晚期或成年期的功能，可選擇 CRISPR mix 或 DNA 等可持續(xù)作用一段時(shí)間的方法；

3、長(zhǎng)期研究特定基因功能，可選擇制備穩(wěn)定的基因敲除（功能缺失）或轉(zhuǎn)基因（過(guò)表達(dá)野生型或點(diǎn)突變基因）品系等；

4、研究未知基因的表達(dá)特征和功能，可選擇使用定點(diǎn)插入的方法來(lái)制備穩(wěn)定敲入品系；

5、研究基因特定位點(diǎn)功能或?qū)崿F(xiàn)時(shí)空表達(dá)調(diào)控，可選擇通過(guò)基因置換方法構(gòu)建基因點(diǎn)突變或條件性敲除品系。

十余年基因編輯經(jīng)驗(yàn)，助您科研取得新突破！

環(huán)特生物，是一家以斑馬魚轉(zhuǎn)基因、基因敲除、敲入、基因沉默，尤其是以基因置換技術(shù)為核心，在斑馬魚人源腫瘤異種移植瘤模型（PDTX）技術(shù)及科研服務(wù)方面具備一定技術(shù)積累，專注于提供各種遺傳工程斑馬魚的定制、斑馬魚基因編輯技術(shù)及斑馬魚疾病模型開發(fā)等專業(yè)技術(shù)服務(wù)的高科技企業(yè)，可以實(shí)現(xiàn)構(gòu)建復(fù)雜基因敲入，包括點(diǎn)突變、條件性敲除等難度較高斑馬魚基因編輯技術(shù)服務(wù)。

依托 10 余年的斑馬魚基因編輯經(jīng)驗(yàn)，環(huán)特生物深度挖掘、創(chuàng)新斑馬魚技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景，已為 150 多家單位提供基因編輯技術(shù)服務(wù)，累計(jì)成功制備了 150 多個(gè)基因敲入品系，測(cè)試超過(guò) 1,000 個(gè) gRNA 靶點(diǎn)，推動(dòng)了諸多前沿基因功能研究取得了突破性進(jìn)展，為斑馬魚基因編輯技術(shù)在更加廣泛的研究領(lǐng)域內(nèi)的創(chuàng)新性應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

除基因編輯技術(shù)外，環(huán)特生物也一直聚焦各種斑馬魚疾病模型的開發(fā)。自 2017 年開始，不僅構(gòu)建了在斑馬魚中人源腫瘤異種移植瘤模型（PDTX），也已相繼成功構(gòu)建了斑馬魚肺癌、結(jié)腸癌、卵巢癌等 PDTX。該模型能夠快速為臨床腫瘤患者篩選出敏感的腫瘤化療藥和靶向藥物，為臨床腫瘤病人節(jié)約治療時(shí)間成本和經(jīng)濟(jì)成本，也提高了腫瘤患者的生活質(zhì)量。

利用人源肺癌細(xì)胞系構(gòu)建斑馬魚肺癌移植瘤模型研究長(zhǎng)鏈非編碼 RNA 在肺癌進(jìn)展中的功能

圖片來(lái)源：環(huán)特生物拍攝實(shí)驗(yàn)圖

環(huán)特生物為您提供各種斑馬魚 CRISPR 基因敲入、敲除、基因沉默、定制轉(zhuǎn)基因技術(shù)服務(wù)以及斑馬魚疾病模型開發(fā)等相關(guān)服務(wù)，助力基因功能研究，與您攜手推動(dòng)生物科學(xué)和人類健康事業(yè)發(fā)展！