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斑马鱼种类和斑马鱼中心介绍

作者:生命科学事业部时间:2019-09-27 08:46:37浏览323 次

信息摘要:

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)的研究中,并已应用于小分子化合物的大规模新药筛选。

斑马鱼身体延长而略呈纺锤形,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纹路比较有条理。在水族箱内成群游动时犹如奔驰于非洲草原的斑马群,故此得斑马鱼之美称。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。斑马鱼也是比较好养的一种鱼。

俗称“花条鱼”、“蓝条鱼”。鱼纲,鲤科。原产印度和孟加拉。为一种性情活泼、不怕冷的热带鱼品种。体呈长菱形,身长约5厘米左右,尾部侧扁。雌鱼体较宽,腹部膨大,臀鳍淡黄色;雄鱼体较窄,体黄色,背部橄榄色,从背部至尾部和臀鳍,上有数条深蓝色条纹直达尾鳍,全身条纹似斑马纹,因而得名。尾鳍深叉形。各鳍黄色透明。由于条纹的多少和宽窄不同,以及鳍的差异,形成各个不同品种。斑马鱼对水温的变化有较强的抵抗力,只要水温不低于20℃即能生活,最适生长温度25℃。对各种动物性饵料或干饲料,都能食用。斑马鱼性情温和,喜结群游动。一般6月龄性成熟。卵生。


斑马鱼由于具有养殖简单、胚胎透明、体外受精、体外发育、发育迅速、性成熟周期短、产卵量大、转基因和突变品系众多、遗传学工具成熟等诸多优点,近年来已成为研究脊椎动物发育、人类疾病、环境科学、水产育种等的新兴模式动物。
     在斑马鱼中,有多达1万个以上的遗传突变品系,这些突变品系的建立大多是利用物理化学方法诱导或反转录病毒插入诱变导致基因组产生突变,之后再经由多次的子代筛选所得。这些突变种的表型包含如胚层分化、组织器官发育和再生、生理调控与行为学等多方面,可提供科研人员的正向遗传学材料来进行相关生命科学和健康科学的研究。
     另外在斑马鱼系统中也能方便地应用若干反向遗传学工具,譬如阻断基因功能的工具-morpholino,以及建立了高效便捷的TALEN基因敲除和CRISPR/Cas9基因敲除技术等。
     在研究中,将正向遗传学与反向遗传学的方法加以巧妙结合和利用,可以快速和正确地推导出生命过程的分子机制。
斑马鱼资源中心可以提供各类斑马鱼转基因和突变品系,以及特定转基因和突变品系的定制服务。

      斑马鱼形态:斑马鱼体长4~6厘米。体呈纺锤形。背部橄榄色,体侧从鳃盖后直伸到尾未有数条银蓝色纵纹,臀鳍部也有与体色相似的纵纹,尾鳍长而呈叉形。雄鱼柠檬色纵纹;雌鱼的蓝色纵纹加银灰色纵纹。
     斑马鱼的雌雄鉴别:雄斑马鱼:鱼体修长,鳍大,体色偏黄,臀鳍呈棕黄色,条纹显著;雌鱼:鱼体较肥大,体色较淡,偏蓝,臀鳍呈淡黄色,怀卵期鱼腹膨大明显。


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)的研究中,并已应用于小分子化合物的大规模新药筛选。我国开展斑马鱼相关的研究无论在规模还是在重视程度上都远远落后于国际形势发展的需要。推动和发展斑马鱼模式生物在我国生命科学研究中的广泛使用是本中心的宗旨。在科技部重大科学研究计划的支持下,我们汇集优势,整合我国现有的斑马鱼主要研究力量,在未来几年内逐步建立全国共享的斑马鱼模式动物研究技术和资源库,向国内同行提供斑马鱼资源、信息和技术支撑。本着提高服务效率和质量为原则,我们在上海和北京分别建立斑马鱼模式动物南方中心和北方中心。南方中心依托于中国科学院上海生命科学研究院,北方中心依托于北京大学和清华大学。两个中心本着优势互补的原则,共同开发研究技术和资源,以辐射状向国内研究人员提供服务,积极推进我国斑马鱼相关科学研究。

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主要技术和资源服务内容:
1)斑马鱼基因表达分析服务:包括抽提斑马鱼基因组DNA和总RNA,核酸原位杂交探针制备和纯化,全胚胎原位杂交技术,显微注射技术,基因过表达(over-expression)和基因下调(morpholino knockdown)技术
2)斑马鱼转基因技术服务:包括各类斑马鱼非特异性和组织特异性启动子的克隆,基因组BAC文库筛选与修饰,基于Tol2转座子的转基因质粒的构建,以及子一代转基因系的筛选和保存
3)斑马鱼基因功能活体检测服务:包括清醒斑马鱼在体共聚焦/双光子显微镜成像技术和在体电生理记录技术
4)动物行为范式分析服务:包括感觉相关的应激行为、视觉运动行为、学习记忆行为和药物成瘾行为等
5)斑马鱼基因突变技术服务:包括插入诱变和ENU化学诱变技术。
6)斑马鱼转基因资源库和突变体资源库服务:包括研制、收集和分发各种斑马鱼转基因品系和突变体
7)信息服务:包括建立斑马鱼资源信息网络数据库和提供斑马鱼基因组生物信息学分析服务。

转基因斑马鱼的制备主要采用两种方法:通过Tol2转座子构建组织特异性表达报告基因的方法;利用特定基因的启动子/增强子驱动报告基因在特定细胞组织中表达的方法。首先构建以Tol2转座子为基础的enhancer trap载体,报告基因选用GFP或RFP,最小启动子来自斑马鱼gata2基因;将上述载体与体外转录得到的Tol2转座酶的mRNA共同注射到斑马鱼的单细胞受精卵中,受精卵长大后成为founder;Founder外交(out-cross)得到F1代胚胎,从中挑选出对于报告基因具有组织特异性表达模式的胚胎,拍照记录后分类培养;F1长大后通过linker-mediated PCR的方法鉴定对应于GFP(或RFP)表达图式的Tol2插入位点,并通过与已知基因组数据比较,对插入位点进行定位与分析;通过外交纯化得到转基因鱼,直至得到只含有单个插入品系的转基因鱼。通过克隆特定基因的启动子/增强子或BAC修饰法构建在特定组织器官或特定胚胎发育阶段表达报告基因的转基因品系。BAC方法如下:在斑马鱼基因组计划网站上通过BLAST将感兴趣的基因定位到已知的contig上,并通过contig信息寻找包含所选基因的BAC ID号;通过同源重组的方法对上述BAC克隆进行修饰,将报告基因引入原有的BAC克隆;将修饰过的BAC克隆通过显微注射的方法引入斑马鱼受精卵,连续观察并挑选具有特异表达模式的转基因鱼;将上述成鱼外交得到F1代,在F1代中筛选具有特异表达模式的成鱼,即得到所需的转基因品系。
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国际斑马鱼中心

中心主任:
孙永华,博士,研究员,专业方向:鱼类发育与生物技术;总体负责斑马鱼资源中心(CZRC)建设和运行。
专业技术人员:
潘鲁湲,博士,工程师,CZRC业务主管。负责CZRC日常管理,包括资源引进、资源保藏、技术服务、技术培训、信息支撑等。
李阔宇,硕士,实验师,CZRC财务及对外资源服务主管。负责CZRC日常采购、财务、对外资源服务以及养殖系统管理等。
熊 凤,博士,工程师,转基因技术专家。主要负责CZRC引进资源的遗传鉴定、转基因技术服务、以及相应的分子和细胞生物学技术支撑及培训等。
谢训卫,硕士,助理实验师,基因敲除技术专家。主要负责CZRC资源引进的信息收集、基因敲除技术服务、以及相应的细胞和发育生物学技术支撑和培训等。
柳力月,硕士,实验师,鱼病技术专家。主要负责CZRC养殖系统的鱼病监测及健康养殖体系的建立、品系传代、养殖健康及细胞系提供服务、以及相应的细胞学和鱼病学技术支撑和培训等。
张 昀,硕士,助理实验师,数据库和网络技术专家。主要负责CZRC数据库和网络的建设以及维护、以及相应的技术支撑和培训等。
李玲璐,硕士,研究助理。负责常用转基因和突变品系的日常维护、鉴定及资源提供服务。
胥 贤,硕士,研究助理。负责养殖系统的日常维护,以及野生型品系的日常维护和提供服务等。
刘应龙,硕士,研究助理。负责引进品系的日常维护和鉴定,对外服务品系的鉴定等。

 国际斑马鱼中心提供野生型、突变型、转基因型等多种斑马鱼。

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Zebrafish

Danio rerio commonly known as the Zebrafish is a tropical fish belonging to the minnow family (Cyprinidae), commonly kept in aquaria and used for scientific research.

Zebra Danios are of no economic importance in commercial fisheries as a food fish, but very commonly known and popular in the aquarium trade.

Zebra Danios serve as a common and useful model organism for studies of vertebrate development and gene function because they reproduce very easily, passing from the egg to the larvae stage in less than three days.

For genetic research groups, the zebrafish is an excellent test subject and is used in many labs to replace or to supplement higher vertebrate models, such as rats and mice.

Danio rerio is one of the few species of fish to have been flown into space.

The zebrafish is a special animal to biologists because its body is transparent.

Aided by the transparency of the embryo, if researchers modify the fish's genotype at the egg stage they can see resulting changes in organ shape or dynamics barely three days later.

The arrival of zebrafish as a major model for studying developmental biology coincided with a large scale mutagenesis screen (commonly referred to as the Tübingen/Boston screens).



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