新研究揭示鱼类胚胎发育奥秘

  本报上海8月7日电 记者颜维琦、通讯员华亭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。