國家斑馬魚(yú)資源中心1號主魚(yú)房 

斑馬魚(yú)  水生所供圖 

　　斑馬魚(yú)，因全身布滿(mǎn)多條藍色條紋似斑馬而得名。這種并不起眼的生物，卻是撬動(dòng)許多學(xué)科發(fā)展的基礎：其基因和人類(lèi)相似度達到87％，廣泛應用在生命科學(xué)、健康科學(xué)和環(huán)境科學(xué)等研究中，與線(xiàn)蟲(chóng)、果蠅、小鼠并稱(chēng)四大模式動(dòng)物。

　　從2013年開(kāi)始，在中國科學(xué)院院士朱作言、孟安明的號召下，國內30多家實(shí)驗室先后加入到斑馬魚(yú)1號染色體全基因敲除聯(lián)盟。經(jīng)過(guò)6年協(xié)作攻關(guān)，科學(xué)家針對斑馬魚(yú)1號染色體上的1333個(gè)基因進(jìn)行系統性基因敲除，成功敲除了其中1029個(gè)基因，實(shí)現了中國斑馬魚(yú)資源庫“從0到1”的突破，也為相關(guān)學(xué)科開(kāi)展研究奠定了基礎。

　　在國家“十三五”科技創(chuàng )新成就展上，由中國科學(xué)院水生生物研究所（以下簡(jiǎn)稱(chēng)水生所）牽頭完成的這一成果——“建成自主知識產(chǎn)權的大規模斑馬魚(yú)定向突變體庫”入選基礎研究展區，出現在生物科技相關(guān)成果的第一塊展板上。

　　做基礎研究的基礎 

　　與小白鼠相比，斑馬魚(yú)的繁殖力強、發(fā)育迅速、胚胎透明、體外受精、體外發(fā)育等生物學(xué)特征，更加便于科學(xué)研究。但在2012年之前，國內對斑馬魚(yú)的研究卻非?！靶”姟?span style="line-height: 150%">，只有少數實(shí)驗室在開(kāi)展相關(guān)研究。 

　　而在同一時(shí)期，美國、歐洲都建成了斑馬魚(yú)資源中心，中國臺灣、澳大利亞等地區也都建有斑馬魚(yú)庫。此前，歐美國家發(fā)起過(guò)幾次“從表型到基因型”的正向遺傳學(xué)突變體庫構建和篩選計劃，但這些突變體全部保藏在國外，中國科研人員很難獲取，加之知識產(chǎn)權等原因，轉化研究更加受限。

　　“沒(méi)有斑馬魚(yú)研究作為基礎，很多學(xué)科的基礎研究也很難開(kāi)展?！敝锌圃核芯繂T孫永華介紹，開(kāi)展斑馬魚(yú)的研究是許多“基礎研究工作的基礎”。 因此，建立自己的斑馬魚(yú)資源庫和自主知識產(chǎn)權的斑馬魚(yú)突變體庫尤為迫切。

　　國家層面也意識到斑馬魚(yú)研究的重要性，2012年10月，國家斑馬魚(yú)資源中心在中科院水生所成立，主要任務(wù)就是為國內收集、創(chuàng )制、整理、保藏和分享斑馬魚(yú)研究資源。

　　然而設立中心僅僅是第一步，如何大規模創(chuàng )制和收集斑馬魚(yú)品系資源才是最迫切需要解決的問(wèn)題。幾個(gè)月后，新一代基因編輯技術(shù)CRISPR/Cas9系統問(wèn)世，讓中國斑馬魚(yú)研究人員看到了曙光?！澳菚r(shí)，‘基因剪刀技術(shù)’剛剛被證實(shí)有效，大家敏銳地意識到這個(gè)技術(shù)能夠非常高效地定制我們所需要的斑馬魚(yú)品系?！睂O永華回憶道。

　　2013年2月，CRISPR/Cas9技術(shù)被成功應用于斑馬魚(yú)。在朱作言院士、孟安明院士的召集下，來(lái)自中科院水生所、清華大學(xué)、中科院動(dòng)物研究所、北京大學(xué)等24家機構的30多名學(xué)者迅速集結，組成了“斑馬魚(yú)1號染色體全基因敲除聯(lián)盟（ZAKOC）”，開(kāi)啟了“從基因型到表型”的斑馬魚(yú)大規模反向遺傳學(xué)篩選研究。

　　凝練斑馬魚(yú)研究“國家隊” 

　　“當時(shí)大家已經(jīng)意識到，斑馬魚(yú)是一種很重要的實(shí)驗材料。只有中國積累起足夠的實(shí)力，才能去談國際合作問(wèn)題。只跟在別人后面做，必定要受制于人?！?北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授張博是該聯(lián)盟的發(fā)起人之一。她表示，盡管有很多不確定性，但意識到其中的戰略意義，國內斑馬魚(yú)界的力量很快以中科院水生所為中心集結起來(lái)。

　　“中國人喜歡從‘1’開(kāi)始，大家也一致認為要從斑馬魚(yú)的1號染色體開(kāi)始敲?！睂O永華表示，斑馬魚(yú)有25條染色體，其中1號染色體有1300多條基因，基因數量是25條染色體的平均數，作為樣本非常合適。

　　雖然大家的熱情很高漲，但現實(shí)同樣“捉襟見(jiàn)肘”。

　　一方面，作為重要的模式動(dòng)物，斑馬魚(yú)的基因敲除技術(shù)在當時(shí)仍不成熟，極大地限制了其基因功能研究。 

　　“最大的挑戰在于沒(méi)有前人做過(guò)，這是‘基因剪刀技術(shù)’出現后，首次在脊椎動(dòng)物上大規模應用，誰(shuí)也不知道會(huì )發(fā)生什么，只能見(jiàn)招拆招?！敝锌圃核呒壒こ處熍唆敎?014年加入項目，在她看來(lái)，正是大家毫無(wú)保留的互相幫助，才能不斷“逢山開(kāi)路，遇水架橋”。

　　據介紹，先后有30多家實(shí)驗室參與項目，實(shí)驗室間的完成度也難免會(huì )有差異?！坝龅嚼щy，大家首先想的總是怎么配合解決問(wèn)題?！睂O永華表示，經(jīng)常是某一家遇到瓶頸敲不動(dòng)了，其他實(shí)驗室就主動(dòng)領(lǐng)回來(lái)接著(zhù)敲。

　　每隔一段時(shí)間，所有參與計劃的科研人員還會(huì )相互邀約，舉行項目協(xié)調會(huì )，了解彼此進(jìn)展，及時(shí)調整研究方案和策略?！皡f(xié)作精神是這支隊伍最大的特點(diǎn)。院士作為領(lǐng)銜科學(xué)家把控方向，各實(shí)驗室開(kāi)展工作也能勁往一處使?！睂O永華說(shuō)。

　　另一方面，作為一個(gè)自發(fā)的科研聯(lián)合攻關(guān)團隊，這項工作并沒(méi)有專(zhuān)項經(jīng)費支持。魚(yú)要吃飯，人也要吃飯，實(shí)驗室也要運轉，都是最現實(shí)的問(wèn)題。絕大部分時(shí)候，能采取的方法只有一種：省吃?xún)€用，自籌經(jīng)費。

　　“支撐大家堅持下去的，是作為中國科學(xué)家的責任感?！睆埐┨寡?，僅她所在的實(shí)驗室，前后就有二三十人參與到這項工作中。大部分人都是幕后英雄，尤其是研究生們?！暗ㄟ^(guò)參與這項研究，讓更多的青年科研人員掌握了最前沿的技術(shù)，成為我們的生力軍?！?/font>