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新研究揭示鱼类胚胎发育奥秘

2025-08-08 10:0070people

记者从上海海洋大学获悉,近日,该校陈良标、胡鹏教授研究团队,在活体鱼类胚胎中实现了单细胞新生RNA测序技术的系统优化和应用,首次实现对“合子激活”阶段新转录基因的高灵敏度、高准确性检测。这项技术不仅打开了研究生命起源奥秘的新窗口,也为水产育种的基因精准设计提供了重要工具。相关研究成果在线发表于《自然·通讯》。

当精子与卵子结合,细胞的“命运之书”翻开了第一页。然而在受精卵中绝大多数基因最初是“沉睡”的,真正决定生命进程的是那些在关键时刻被悄然“唤醒”的基因——它们如同指挥家,引导着整个发育的展开。

每个新生命的开始都要经历一次“交接”——从母亲提供的遗传物质过渡到胚胎自主控制基因表达,这一过程被称为母源-合子转换,是胚胎发育中最关键的转折点。然而,刚被激活的合子基因,其转录本数量极其稀少,又常常被海量的母源RNA“湮没”。这使得传统的测序技术很难“听见”这些微弱却至关重要的“声音”。

胡鹏曾在博士后期间参与开发了检测新合成RNA的前沿技术单细胞新生RNA测序技术,此次研究中,团队围绕鱼类胚胎模型开展了系统性优化。一方面实现系统评估标记方法,对10种主流RNA化学转化方法进行了系统筛选,并在超过5万个斑马鱼细胞中测试。最终发现基于mCPBA/TFEA的“on-beads”转化方案能实现超过8%的T-to-C替换率,表现远优于传统“体内标记”方法,在信号强度和RNA质量上均表现卓越。另一方面精准标记新合成RNA,团队在模式鱼类斑马鱼受精卵的一细胞阶段显微注射4-硫尿苷,实现了对合子新转录RNA的高效标记,便于后续识别。

据介绍,该研究实现了诸多突破。首先,优化后的方法能在海量母源RNA背景下清晰捕捉新合子RNA信号。其次,通过计算新RNA占比,能够精确判定哪些基因是胚胎合子激活的。最后,该研究识别出更多此前未被报道的合子激活基因,并通过原位杂交实验验证其在整胚中的表达模式。

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