Nature：斑马鱼研究揭示脊椎变形背后的机制

来源：生物谷

Zinani是UC和辛辛那提儿童医院医学中心儿科副教授ErtuğrulÖzbudak博士实验室的科学家团队的成员。该团队正在研究一种导致先天性脊柱侧弯的基因突变，这种突变是一种先天性缺陷，其特征是椎骨和混乱的肋骨分离失败。斑马鱼卵能够在母亲体外受精并发育，这使得研究人员更容易进行高分辨率成像。

Zinani说：“我们可以准确地看到斑马鱼体内正在发生的事情，这为我们提供了人类胚胎发育的见解。”我们提出了一个问题：斑马鱼胚胎如何在各种考虑了温度波动和暴露于不同氧化水平等变量的环境中稳健地实现精确发育？胚胎需要建立一种机制来滤除发育中的噪音，我将重点放在这些机制所涉及的方面。” 

一段时间以来，科学家们已经知道特定基因在同一条染色体上配对，并一起出现或“共表达”在细胞和组织中。在人类中，至少有10％的基因在同一条染色体上配对。发生这种情况的原因尚不得而知，但研究小组-包括辛辛那提儿童研究中心的Zinani，Özbudak等进行了一项实验：通过将两个配对的基因分开，以确定它们可能在脊柱发育中扮演的角色。

相关结果发表在最近的《Nature》杂志上。研究团队使用基因编辑工具CRISPR-Cas9，并且使用斑马鱼模型进行了一个简单的实验。分离的基因破坏了它们的共表达，最终导致椎骨形成失败。Zinani说：“有了两个配对的功能基因，我们看到了正常的脊椎分化过程。” 
 
Zinani解释说，具有分离基因的斑马鱼图像显示出锯齿状的椎骨破裂，破裂和融合。斑马鱼的病态表型导致先天性脊柱侧弯。研究人员还提出了在不同温度下分离基因对的斑马鱼，以更好地了解环境压力对发育的影响。成对的基因导致有益的脊柱发育，反之，基因的分离更有可能导致斑马鱼的脊柱畸形和先天性脊柱侧弯。

Zinani说：“令人兴奋的是，许多导致糖尿病，癌症和自身免疫疾病发展的基因也存在于人类基因组的基因中。我们相信更多的研究将显示这些基因对之间保持紧密联系的重要性。”

资讯出处：University of Cincinnati student uses zebrafish to study spinal deformities

原始出处：Oriana Q. H. Zinani et al. Pairing of segmentation clock genes drives robust pattern formation, Nature (2020). DOI: 10.1038/s41586-020-03055-0