日前，国际斑马鱼研究领域领袖科学家、美国宾夕法尼亚大学教授Mary Mullins在《中国科学：生命科学》上发表题为“为斑马鱼生殖细胞诱导鸡尾酒干杯！”的论文，盛赞中国科学家的一项研究，称其“不仅对于生殖细胞生物学家具有重要意义，对于整个斑马鱼领域也有重要价值。”《中国科学报》注意到，完成上述研究的科学家为中国科学院水生生物研究所研究员孙永华及其团队。
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相关论文截图。
“鸡尾酒”组合引发关注
细胞是生物体最基本的结构和功能单位，只有生殖细胞能够在代际间传递遗传物质。原始生殖细胞是精子和卵子的胚胎祖细胞，是基因操作遗传改良的唯一有效的靶细胞。决定鱼类原始生殖细胞的物质存在于卵泡之中，它们并非像哺乳动物一样，受周围细胞环境影响再形成原始生殖细胞。
《中国科学报》了解到，孙永华及其科研团队采用生殖质因子的“鸡尾酒”组合将斑马鱼等鱼类的胚盘细胞全部转化为诱导性原始生殖细胞，并通过细胞移植等手段来实现鱼类高效的“借腹生子”。完美解决了胚胎期基因操作效率与早期胚胎致死率之间的矛盾，大大提高了鱼类物种中的基因改造和生殖传递的效率。相关研究成果2023年12月14日刊发在《自然·通讯》上。正是这篇文章引发了Mary Mullins等科学家的关注和好评。
提升“借腹生子”成功率
在鱼类成千的胚胎细胞总量中，原始生殖细胞的数量仅有个位数。如此一来，对基因进行编辑以进行品种改良的效率就非常低下。孙永华团队利用9个生殖质因子组合，几乎将所有胚盘细胞都诱导成为原始生殖细胞，从根本上解决了原始生殖细移植“借腹生子”中供体细胞来源的问题，革命性地提升了移植的成功率和配子传递效率。
生殖细胞数量成百倍地增加从根本上提升了鱼类“借腹生子”的升功率。通过基因编辑可以将性成熟周期长达三到五年的养殖鱼类原始生殖细胞植入性成熟周期为几个月的鱼类腹中，就将大大提升养殖鱼类基因编辑和定向遗传改良的效率。
让斑马鱼更好为人类服务
孙永华介绍，斑马鱼被称为“水中小白鼠”，其基因和人类基因相似度达87％，因此被广泛应用在生命科学、健康科学和环境科学等领域的研究中。提升斑马鱼胚胎中原始生殖细胞的数量，能显著提升各类基因操作斑马鱼模型的构建效率。通过对斑马鱼进行基因改造模拟人类各种疾病，并针对不同的疾病模型开展不同的药物处理，可以测试各种药物对于疾病治疗和对斑马鱼正常生长的作用，可以评估药物的功能和效用，使斑马鱼能更好地服务于人类的生命健康。
据了解，这项研究的负责人孙永华担任国家斑马鱼资源中心的主任，该中心已成为全球三大斑马鱼库之一。
孙永华团队的相关研究成果发表后，不仅获得Mary Mullins的高度称赞，鱼类生殖细胞移植技术的开创者、日本东京海洋大学教授吉崎悟朗也致信表示：“这项研究不仅是鱼类生殖细胞操作领域真正的重大进展，对于基础生物学研究的影响也是巨大的！”
相关论文： https://doi.org/10.1007/s11427-024-2530-6
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