近日，《公共科學(xué)圖書館—綜合》（PLoS One）刊登了中國科學(xué)院水生生物研究所魚類基因工程學(xué)科組的研究論文（Defining Global Gene Expression Changes of the Hypothalamic-Pituitary-Gonadal Axis in Female sGnRH Antisense Transgenic Common Carp (Cyprinus carpio)）。該文報道了該學(xué)科組關(guān)于魚類生殖發(fā)育調(diào)控機制研究的新進展。

 

“下丘腦-垂體-性腺（HPG）軸”在魚類生殖發(fā)育和調(diào)控的過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。該學(xué)科組采用反義轉(zhuǎn)基因技術(shù)，通過特異阻遏鯉魚GnRH基因的表達，成功研制出性腺發(fā)育被抑制的轉(zhuǎn)基因鯉魚（Aquaculture, 2007, 271：498–506）。性腺敗育的轉(zhuǎn)基因鯉魚的獲得，對于建立具有普遍意義的轉(zhuǎn)基因魚育性控制策略，從根本上解決人們對轉(zhuǎn)基因魚可能的生態(tài)風(fēng)險的擔(dān)憂具有重要意義；而且，GnRH基因的表達被抑制后，從源頭上破壞了魚類生殖發(fā)育調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的平衡，導(dǎo)致HPG軸的生殖相關(guān)信號因子發(fā)生改變，從而為開展魚類生殖發(fā)育的調(diào)控機制研究提供了一個獨特的模型。

 

在朱作言院士和胡煒研究員的指導(dǎo)下，博士研究生徐婧等利用抑制性差減雜交與基因芯片等技術(shù)，獲得了轉(zhuǎn)反義sGnRH基因鯉魚及其對照鯉魚HPG軸的差異表達基因譜，在轉(zhuǎn)反義sGnRH基因鯉魚下丘腦、垂體和性腺分離得到9、28和212個與生殖發(fā)育相關(guān)的差異表達基因。對所獲得的差異表達基因進一步分析，發(fā)現(xiàn)上述基因涉及到組織生成、代謝途徑、免疫系統(tǒng)與細胞凋亡等多種生物學(xué)功能，而且反義sGnRH對于生殖發(fā)育的調(diào)控作用通過HPG軸級聯(lián)放大。神經(jīng)肽、促性腺激素、生長激素、卵子生成與免疫相關(guān)因子等與魚類生殖發(fā)育密切相關(guān)。

 

該研究獲得了魚類HPG軸及其調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中與生殖發(fā)育相關(guān)的基因及調(diào)控因子的廣泛數(shù)據(jù)，為解析魚類生殖發(fā)育的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)及其作用路徑，進而為揭示魚類生殖發(fā)育調(diào)控的機制提供了重要的科學(xué)資料。

 

該研究得到了國家973計劃，國家自然科學(xué)基金和湖北省杰出青年人才基金的資助。