一條魚120根刺？科學家終于對魚刺下手了！

吃魚最怕什么？不是腥味，不是火候，而是那根“突然襲擊”的魚刺。

明明夾的是一塊白嫩魚肉，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，有些魚天生就是“刺王”——比如武昌魚，平均一條成魚竟然有120根肌間刺，隨便夾一筷子都可能中獎。可你敢信嗎？科學家已經(jīng)找到了讓魚“天生無刺”的關鍵基因，真正的無刺魚，正在從實驗室一步步游向餐桌。

找刺--魚類肌間刺

吃魚時容易卡到喉嚨的魚刺是藏在魚類肌肉中的小刺，學名為肌間刺，由肌腱組織骨化而來，分布在魚的背部和尾部，且形態(tài)不一。我國主養(yǎng)的青、草、鰱、鳙(yōng)、鯉、鯽、魴等魚類有形態(tài)各異的肌間刺。

以武昌魚(俗稱團頭魴)為例，其肌間刺較多，通過整體骨骼染色、形態(tài)學解剖和X光透射的方法，能夠明確團頭魴在體長約為 1.33 厘米時，開始從尾至頭依次長出肌間刺。并且，團頭魴肌間刺的骨化方式為膜內(nèi)骨化，不會經(jīng)歷軟骨階段。

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

挑刺--確定性狀變化

在實驗室中，“挑刺”是一項有難度的技術活。科研人員不僅要精準定位及拔出魚刺，還要快速除掉肌肉組織，將其放入液氮。

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

若想在團頭魴身上驗證一個遺傳信息的功能，所需等待時間較長。

此時，3個月就能達到性成熟的斑馬魚就成了很好的實驗對象。

高澤霞教授團隊利用多種基因編輯技術，共分析了 120 多個候選基因?qū)Π唏R魚肌間刺發(fā)生發(fā)育的調(diào)控作用，最終發(fā)現(xiàn)3個基因在不同程度上調(diào)控了魚類肌間刺的發(fā)生發(fā)育。其中，scxa、bmp6基因功能缺失均會導致肌間刺的數(shù)目顯著減少，但往往導致繁育出的后代存在一定缺陷;而 runx2b 基因功能缺失，魚體肌間刺 100%缺失，并對其個體生長、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。

找到了關鍵遺傳信息，第一代雜合體(F0 代基因編輯)團頭魴少刺魚，經(jīng)過雌雄交配繁育出完全沒有肌間刺的團頭魴個體(F1代)，無肌間刺團頭魴遺傳的穩(wěn)定繁育工作有條不紊地進行著，如今已順利繁育了無肌間刺性狀穩(wěn)定的 F4 代品系。

無刺--告別“刺多多?

想讓無刺團頭魴從實驗室“游上餐桌，仍有很長的路要走。

目前，無刺團頭魴尚未進入大規(guī)模養(yǎng)殖階段，并且，每一代無肌間刺團頭魴的生長指標、肌肉品質(zhì)等指標都需要進行細致評估。此外，國家還需建立、頒布和實施相關品種審定和推廣養(yǎng)殖制度，才能考慮進行生產(chǎn)性推廣。

團頭魴本身是一種鯉科魚類。青、草、鰱、鳙、鯉、鯽等我國主養(yǎng)淡水經(jīng)濟魚類，與團頭魴具有相同類型、相同形成方式的肌間刺，且同為鯉科魚類，與團頭魴在基因組序列上的相似性高。因此，從理論上來說，培育這些鯉科魚類的無肌間刺品種也是可行的。如今，高澤霞教授團隊已成功培育了完全無肌間刺的草魚 F2 代品系，并與中國科學院水生生物研究所桂建芳院士合作培育了無肌間刺銀鯽。

從“吃魚靠運氣”到“吃魚不用挑刺”，這場改變并不是靠廚藝，而是靠基因與生命科學的突破。科學家在斑馬魚身上找到了關鍵開關，又在團頭魴、草魚、銀鯽等鯉科魚類中驗證成功，讓“肌間刺完全缺失”從設想變成了穩(wěn)定遺傳的現(xiàn)實。如果有一天超市里出現(xiàn)“無刺草魚”“無刺鯽魚”，你最想第一時間買來做什么？清蒸？紅燒？還是酸菜魚？歡迎在評論區(qū)留下你的答案！

責任編輯 | 王佳璇 趙青云

運營編輯 | 趙青云 李佳桐（實習）

質(zhì)量審核 | 李雅欣 王維嘉

圖片來源 |《知識就是力量》雜志，原文《魚刺“消失術” 告別“刺多多”》，撰文 / 聶春紅（華中農(nóng)業(yè)大學水產(chǎn)學院），原文有刪改，原創(chuàng)作品轉(zhuǎn)載請注明來源。

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