一條魚(yú)120根刺？科學(xué)家終于對(duì)魚(yú)刺下手了！

吃魚(yú)最怕什么？不是腥味，不是火候，而是那根“突然襲擊”的魚(yú)刺。

明明夾的是一塊白嫩魚(yú)肉，下一秒?yún)s像喉嚨被針扎了一下，瞬間讓整頓飯變成“生死挑戰(zhàn)”。更離譜的是，有些魚(yú)天生就是“刺王”——比如武昌魚(yú)，平均一條成魚(yú)竟然有120根肌間刺，隨便夾一筷子都可能中獎(jiǎng)。可你敢信嗎？科學(xué)家已經(jīng)找到了讓魚(yú)“天生無(wú)刺”的關(guān)鍵基因，真正的無(wú)刺魚(yú)，正在從實(shí)驗(yàn)室一步步游向餐桌。

找刺--魚(yú)類(lèi)肌間刺

吃魚(yú)時(shí)容易卡到喉嚨的魚(yú)刺是藏在魚(yú)類(lèi)肌肉中的小刺，學(xué)名為肌間刺，由肌腱組織骨化而來(lái)，分布在魚(yú)的背部和尾部，且形態(tài)不一。我國(guó)主養(yǎng)的青、草、鰱、鳙(yōng)、鯉、鯽、魴等魚(yú)類(lèi)有形態(tài)各異的肌間刺。

以武昌魚(yú)(俗稱團(tuán)頭魴)為例，其肌間刺較多，通過(guò)整體骨骼染色、形態(tài)學(xué)解剖和X光透射的方法，能夠明確團(tuán)頭魴在體長(zhǎng)約為 1.33 厘米時(shí)，開(kāi)始從尾至頭依次長(zhǎng)出肌間刺。并且，團(tuán)頭魴肌間刺的骨化方式為膜內(nèi)骨化，不會(huì)經(jīng)歷軟骨階段。

一條團(tuán)頭魴成魚(yú)，平均有 120根肌間刺。也就是說(shuō)，吃這種魚(yú)時(shí)，隨便夾一筷子都能吃到小刺。若想讓團(tuán)頭魴告別“刺多多，除了要了解肌間刺的生長(zhǎng)規(guī)律更關(guān)鍵的是要找到調(diào)控肌間刺生長(zhǎng)的遺傳信息。

挑刺--確定性狀變化

在實(shí)驗(yàn)室中，“挑刺”是一項(xiàng)有難度的技術(shù)活。科研人員不僅要精準(zhǔn)定位及拔出魚(yú)刺，還要快速除掉肌肉組織，將其放入液氮。

在團(tuán)頭魴肌間刺發(fā)生發(fā)育的不同時(shí)期，通過(guò)提取肌間刺組織高質(zhì)量 RNA(核糖核酸)，采用高通量測(cè)序技術(shù)，分析肌間刺組織與其他骨骼組織的基因表達(dá)和蛋白表達(dá)差異性，就能明確不同信號(hào)通路基因在肌間刺發(fā)生發(fā)育過(guò)程中的調(diào)控作用，篩選鑒定出一批調(diào)控肌間刺發(fā)生發(fā)育的關(guān)鍵候選基因。

若想在團(tuán)頭魴身上驗(yàn)證一個(gè)遺傳信息的功能，所需等待時(shí)間較長(zhǎng)。

此時(shí)，3個(gè)月就能達(dá)到性成熟的斑馬魚(yú)就成了很好的實(shí)驗(yàn)對(duì)象。

高澤霞教授團(tuán)隊(duì)利用多種基因編輯技術(shù)，共分析了 120 多個(gè)候選基因?qū)Π唏R魚(yú)肌間刺發(fā)生發(fā)育的調(diào)控作用，最終發(fā)現(xiàn)3個(gè)基因在不同程度上調(diào)控了魚(yú)類(lèi)肌間刺的發(fā)生發(fā)育。其中，scxa、bmp6基因功能缺失均會(huì)導(dǎo)致肌間刺的數(shù)目顯著減少，但往往導(dǎo)致繁育出的后代存在一定缺陷;而 runx2b 基因功能缺失，魚(yú)體肌間刺 100%缺失，并對(duì)其個(gè)體生長(zhǎng)、其他主要骨骼單元形成、肌肉脂肪酸和氨基酸含量等性狀均未造成顯著影響。不僅如此，runx2b 基因功能缺失的斑馬魚(yú)品系遺傳性狀非常穩(wěn)定，后代都表現(xiàn)為穩(wěn)定的肌間刺完全缺失的表型。

找到了關(guān)鍵遺傳信息，第一代雜合體(F0 代基因編輯)團(tuán)頭魴少刺魚(yú)，經(jīng)過(guò)雌雄交配繁育出完全沒(méi)有肌間刺的團(tuán)頭魴個(gè)體(F1代)，無(wú)肌間刺團(tuán)頭魴遺傳的穩(wěn)定繁育工作有條不紊地進(jìn)行著，如今已順利繁育了無(wú)肌間刺性狀穩(wěn)定的 F4 代品系。

無(wú)刺--告別“刺多多?

想讓無(wú)刺團(tuán)頭魴從實(shí)驗(yàn)室“游上餐桌，仍有很長(zhǎng)的路要走。

目前，無(wú)刺團(tuán)頭魴尚未進(jìn)入大規(guī)模養(yǎng)殖階段，并且，每一代無(wú)肌間刺團(tuán)頭魴的生長(zhǎng)指標(biāo)、肌肉品質(zhì)等指標(biāo)都需要進(jìn)行細(xì)致評(píng)估。此外，國(guó)家還需建立、頒布和實(shí)施相關(guān)品種審定和推廣養(yǎng)殖制度，才能考慮進(jìn)行生產(chǎn)性推廣。

團(tuán)頭魴本身是一種鯉科魚(yú)類(lèi)。青、草、鰱、鳙、鯉、鯽等我國(guó)主養(yǎng)淡水經(jīng)濟(jì)魚(yú)類(lèi)，與團(tuán)頭魴具有相同類(lèi)型、相同形成方式的肌間刺，且同為鯉科魚(yú)類(lèi)，與團(tuán)頭魴在基因組序列上的相似性高。因此，從理論上來(lái)說(shuō)，培育這些鯉科魚(yú)類(lèi)的無(wú)肌間刺品種也是可行的。如今，高澤霞教授團(tuán)隊(duì)已成功培育了完全無(wú)肌間刺的草魚(yú) F2 代品系，并與中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所桂建芳院士合作培育了無(wú)肌間刺銀鯽。

從“吃魚(yú)靠運(yùn)氣”到“吃魚(yú)不用挑刺”，這場(chǎng)改變并不是靠廚藝，而是靠基因與生命科學(xué)的突破。科學(xué)家在斑馬魚(yú)身上找到了關(guān)鍵開(kāi)關(guān)，又在團(tuán)頭魴、草魚(yú)、銀鯽等鯉科魚(yú)類(lèi)中驗(yàn)證成功，讓“肌間刺完全缺失”從設(shè)想變成了穩(wěn)定遺傳的現(xiàn)實(shí)。如果有一天超市里出現(xiàn)“無(wú)刺草魚(yú)”“無(wú)刺鯽魚(yú)”，你最想第一時(shí)間買(mǎi)來(lái)做什么？清蒸？紅燒？還是酸菜魚(yú)？歡迎在評(píng)論區(qū)留下你的答案！

責(zé)任編輯 | 王佳璇 趙青云

運(yùn)營(yíng)編輯 | 趙青云 李佳桐（實(shí)習(xí)）

質(zhì)量審核 | 李雅欣 王維嘉

圖片來(lái)源 |《知識(shí)就是力量》雜志，原文《魚(yú)刺“消失術(shù)” 告別“刺多多”》，撰文 / 聶春紅（華中農(nóng)業(yè)大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院），原文有刪改，原創(chuàng)作品轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明來(lái)源。

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