活体鱼也能轻松染色!无需耗时数月的转基因鱼,实现低成本突变体表型分析

学术   科学   2025-01-06 07:30   北京  

本文通过ChatGLM/GPT进行辅助对近期Bio-protocol 期刊发表的方案进行解读和概括,若感兴趣请点击“阅读原文”查看详细的实验流程及试材。如果解读中有任何错误或遗漏,敬请指正

在遗传研究中,斑马鱼和青鳉因其遗传操作便捷、发育透明而成为重要的模式生物。然而,传统的骨骼钙化发育研究方法通常依赖于转基因荧光标记鱼,这不仅获取难度高,还需数月时间进行繁育筛选,极大延长了实验周期。在这方面,2024年12月20日,Bio-protocol 期刊在线发表了日本埼玉大学(Saitama University)Akinori Kawamura团队题为“Live Visualization of Calcified Bones in Zebrafish and Medaka Larvae and Juveniles Using Calcein and Alizarin Red S”的方法文章。

图1. 文章标题页 https://doi.org/10.21769/BioProtoc.5142
关键词斑马鱼 青鳉 钙化骨骼 实时染色 卡尔青 苋红S

钙化骨骼(Calcified bones)指在骨骼发育过程中通过钙盐沉积而形成的坚硬骨结构。钙化是骨骼生长和发育的关键步骤,其中主要成分是羟基磷灰石(Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂),即一种钙和磷酸盐组成的矿物质。钙化过程通过细胞活动,如成骨细胞的分泌,逐渐将软骨基质转化为坚硬的骨组织

斑马鱼和青鳉是常用的脊椎动物模式生物,因其遗传操作简便而被广泛用于发育生物学研究。通过化学诱变技术,人们已筛选出大量突变体,推动了对脊椎动物发育机制的深入理解。近年来,CRISPR-Cas9技术的应用进一步提高了构建特定基因突变体的效率。然而,突变体的表型分析常出现意外结果,因此,开发便捷、经济的表型分析方法尤为重要。在研究斑马鱼和青鳉骨骼钙化发育过程中,常采用转基因鱼以荧光蛋白标记钙化骨骼,但获取和筛选这些转基因鱼往往耗时数月,不利于快速分析。为此,钙黄绿素和茜素红S染色技术提供了一种高效可视化骨骼钙化的方法。该方法可在活体鱼中进行,且不影响骨骼结构,为研究脊椎、鳍条等骨骼的发育提供了经济实用的手段。通过结合荧光标记和染色技术,可更全面地分析钙化骨骼的发育过程,提高突变体功能研究的效率


  • 可在活体斑马鱼和青鳉幼鱼中进行多次染色,且不会影响骨骼结构,便于动态追踪钙化骨骼的发育过程。

  • 无需依赖转基因荧光标记鱼,即可实现骨骼钙化的可视化,方便突变体的快速分析。

  • 可结合转基因鱼中的荧光蛋白,如GFP或DsRed,与钙黄绿素或茜素红S进行双重染色,区分不同结构的荧光信号。

—————文中代表性图—————

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图2. 实验流程图形概述(来自Bio-protocol期刊

图3. 活体斑马鱼幼鱼钙化骨骼的染色结果(来自Bio-protocol期刊

图4. 使用 ImageJ 测量钙黄绿素染色鱼体的信号强度(来自Bio-protocol期刊
  • 基因功能研究
    可用于斑马鱼和青鳉突变体的骨骼发育表型分析,帮助解析与骨骼发育相关的基因功能。
  • 突变体筛选
    ‍快速筛查骨骼发育异常的突变体,提高突变体构建后的初步表型验证效率。
  • 发育动态研究
    通过多次活体染色,可进行钙化骨骼在发育过程中不同时间点的动态追踪研究。


个方法的可重复性已经被本文作者日本埼玉大学(Saitama University)Akinori Kawamura团队验证过,相关实验数据与结果发表在Proc Natl Acad Sci U S A,DOI:10.1073/pnas.2403809121

温馨提示:积极引用本文不仅是对作者创新技术和科研共享的最佳肯定,也是确保实验可复现性的重要方式。

Koita, R., Oikawa, S., Tani, T., Matsuda, M. and Kawamura, A. (2024). Live Visualization of Calcified Bones in Zebrafish and Medaka Larvae and Juveniles Using Calcein and Alizarin Red S. Bio-protocol 14(24): e5142. DOI: 10.21769/BioProtoc.5142.

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