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黑龙江无刺鲫鱼问世!你敢吃基因改造或未来育种的新趋势吗?

鲫鱼是亚洲最常见的淡水鱼,以肉质鲜嫩出名,用来煲汤更是一道鲜美的菜肴。但是,鲫鱼的体内有很多小细刺,许多人在品尝的时候都被卡过脖子,因此变得对鲫鱼望而生畏。

然而,在今年1月,中国科学家研制出的无刺鲫鱼问世了,从此以后,我们不被鱼刺卡脖子将不再是梦!据悉,该研究团队来自中国水产科学院黑龙江研究所,他们使用基因编辑育种方法,剔除了鲫鱼体内肌间刺,只留下了脊椎和大的骨骼。

基因编辑是一种特殊的转基因技术,本质是改造生物基因序列,这种无刺鲫鱼如果真的普及,你敢吃吗?基因编辑的食物和传统的转基因食物又有什么不同?

超1600个选项,反复试错寻找无刺基因

7年前,黑龙江水产研究所就设立了鲤科鱼类的肌间刺研究课题。这里的研究员笑着表示:很多人有被鱼刺卡喉的经历,所以我想培育出无刺鱼,这可能是将来大宗鱼类产业发展的一个方向。

鱼刺的学名叫作肌间骨,但和人类大同小异的骨骼不同,鱼骨的生态非常多样:有的鱼有刺、有的鱼没刺;有的鱼刺多,有的鱼刺少。之后,研究团队确认了大概的方向:要揭秘鱼刺,首先就要从生命的密码——基因来入手。

决定它们的或许会是一个或者某几个关键基因,只要改变基因,就能改变鱼刺的生成。可难点在于,小小的鱼体内基因也有千万种,要如何才能找到关键基因呢?

这件事情没有捷径,科研人员们只能选择排除法,一个个顺着寻找。好在,每一个基因所展现的性状都是固定的,研究员可以根据性状慢慢排除。

他们需要把每一根细刺从鱼身上挑出来,剔除上面的结缔组织,放进液氮保存之后快速提取RNA。看似简单的过程,由于鱼的细刺众多,捕捉基因表达又是一项精密、复杂的技术,他们花了数年时间,才从鱼刺中提取出肌间刺相关的1600多个候选基因。

提取出基因,下一步就是实验了。这时候,在实验材料的选取上又出现了难题,那就是鲫鱼的繁殖时间。自然界的鲫鱼一年只繁殖1~2次,长成成鱼更是需要1~2年时间,用来做实验效率实在太低了。

于是,团队选择了使用斑马鱼来作为实验素材。斑马鱼是一种热带淡水鱼,以生长能力强而著称,三四个月就能繁殖一代,而且就算心脏被拿掉,也只需要几周就能长出一个新的心脏,因此,斑马鱼这一被称作鱼届小白鼠的种类就被确定为了实验素材。

之后,就是反复、枯燥的实验过程,先从斑马鱼的基因中找到之前筛选的上千个RNA,接着像开盲盒一样一个一个依次敲掉,并观察斑马鱼鱼刺的状况。这实验既单调又重复,一做就是7年多。

实验期间还出现了一次乌龙,在一次如常敲掉一个基因之后,实验批的斑马鱼中出现了一条无刺鱼!当时,研究员们都兴奋不已,满心以为自己已经找到了正确答案,可后来发现同批次的鱼中其他都是有刺鱼,这条或许只是出现了基因突变。虽然不如预期结果,但他们依然维持着乐观,毕竟科研过程就是一场长跑,是需要不断试错的。

有了这次教训,研究团队又排除了一些基因,把范围缩小到了原来的70%左右。终于,在2019年突然出现了一个调控肌间刺发育的关键基因。

这一成果给了研究人员极大的动力,就像在浑浊的河里淌水多年,今次终于摸到了石头。同年,第一批无刺斑马鱼成功培育,几百条实验用鱼稳定无刺,而且性质非常稳定,就算经过了几代的繁衍,后代也都是无刺鱼。

这样一来,就排除了所有分支的表型基因,能确定这个基因是控制肌间刺的主效基因,可惜的是,由于这个基因的影响,导致鱼的生长出了问题,鱼肉中氨基酸、脂肪酸的含量和普通的有刺鱼有差异。

于是,研究人员又花两年时间对这些无肌间刺鲫鱼进行了改良,直到2021年,终于获得了第一代正常发育的可遗传群体。这些鱼个个生长良好,肉质肥美,终于可以和正常鲫鱼相差无几,有望端上我们的餐桌了。

研究团队这些专业、准确的研究手法,申请到了国内鱼刺研究的第一个专利,以后这些研究成果还可以作为公开信息向各个研究组推广,今后能实现无刺的或许远不止是鲫鱼!

无刺鲫鱼安全吗?基因编辑和转基因有什么差别?

既然技术问题都解决了,那么就是群众们最关心的食品安全问题了。前几年,转基因产物被推到了风口浪尖,人人口诛笔伐,现在连这都还没了解透,这个新出现的基因编辑又是什么东西?可靠吗?

二者的区别简单概括就是:基因编辑不会跨物种,而是直接进行基因的内部整改,以此培育出新性状的新品种;

转基因通常是需要用到外源基因,也就是从跨物种的生物体内提取,并转移到受体的生物中,使其发生性状的改变。

举个例子,自然的番茄中会分泌一种酶,这种酶使得番茄变软,降低保鲜期;但后来人类从其他蔬菜中引入了一段反义基因,降低了这种酶的分泌量,使得番茄的保鲜期更加长久,这种就叫做转基因;

而如果人们只是把番茄中分泌酶的这个基因给剔除了,使其达成较长久的保鲜效果,这种就叫作基因编辑。

转基因的优势在于更加多样化,能更多方位颠覆原本生物的性状;而基因编辑是提高了育种的效率和精准性,本质不涉及其他物种,只能说是对原物种进行改良。

当然,如果要说安全程度,自然还是改造内源基因的基因编辑更加稳定,它还获得了2020年诺贝尔化学奖,不至于像转基因技术那样可能会不慎引入多余基因,造成潜在的危害。

而且在有国家检验的前提下,能够上市的基因编辑食品一定都是安全的,可以放心食用。

不过,今后随着技术进步,转基因和基因编辑都会变得更加安全,这两种各有千秋的方法或许会相互联合,成为将来生物育种的新风向。

最后,这条经过基因编辑的无刺鲫鱼如果端上桌,你敢吃吗?

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