水生所發(fā)表于Nature Communications有關(guān)魚類誘導(dǎo)型原始生殖細胞的論文受到國際熱評
2023年底，中國科學(xué)院水生生物研究所孫永華團隊在國際學(xué)術(shù)期刊自然 通訊上發(fā)表了有關(guān)魚類誘導(dǎo)型原始生殖細胞的論文（Wang et al., Nature Communications，2023, DOI: 10.1038/s41467-023-43587-3）后，國際斑馬魚學(xué)界和魚類遺傳育種學(xué)界產(chǎn)生了熱烈的反響。
近日，國際斑馬魚研究領(lǐng)域領(lǐng)袖科學(xué)家、國際斑馬魚學(xué)會前任主席、美國賓夕法尼亞大學(xué)Mary Mullins教授在Science China Life Sciences雜志發(fā)表題為“為斑馬魚生殖細胞誘導(dǎo)雞尾酒干杯?。?/span>A Toast to a Zebrafish Germ Cell Induction Cocktail）”的研究亮點（Research Highlight）論文，盛贊該項研究對于整個斑馬魚研究領(lǐng)域和魚類定向遺傳育種研究領(lǐng)域的重要意義。
該文開篇寫到“Yonghua Sun實驗室的一篇論文（Wang等，Nat Comm，2023）為整個斑馬魚領(lǐng)域的2024新年唱響了序曲，該研究報道了一種生殖細胞因子雞尾酒能以驚人的效率將斑馬魚胚胎的所有細胞誘導(dǎo)為原始生殖細胞（PGCs）。這一重大進展不僅對于生殖細胞生物學(xué)家具有重要意義，而且Wang等人（2023）的研究顯示了其對于整個斑馬魚領(lǐng)域的重要價值，因為這一突破極大提升了斑馬魚中基因敲入和基因編輯的生殖傳遞率。他們的研究還表明，這項技術(shù)可以方便地擴展到其他魚類物種，顯示了其在不同魚類物種中廣泛的適用性?！?o:p>
該文首先對斑馬魚和稀有鮈鯽胚胎開展誘導(dǎo)型PGC（iPGC）研究進行了述評。由于普通胚胎中供體PGC數(shù)目非常稀有，傳統(tǒng)的PGC移植技術(shù)很難獲取到供體來源的PGC，其效率極其低下；利用9個生殖質(zhì)因子組合，幾乎能將所有胚盤細胞都誘導(dǎo)成為iPGC，從根本上解決了PGC移植中供體PGC來源的問題，革命性地提升了PGC移植的成功率和配子傳遞效率（圖1）。
Mullins教授進一步評價道：“總而言之，這一重要進展，首次在母源生殖質(zhì)決定PGC命運的動物（也稱作“先成論”動物）而非通過誘導(dǎo)機制決定PGC命運的“后成論”動物中，建立了高效的借腹生殖代孕策略。”
圖1 傳統(tǒng)的PGC移植和通過誘導(dǎo)型PGC（iPGC）移植的比較
接著，Mullins教授對于iPGC移植胚胎只能發(fā)育成雄性可能存在的原因進行了深入討論。她提出，這可能是由于PGC相關(guān)mRNA的表達具有時序和劑量差異導(dǎo)致不能獲取到雌性，建議可以通過調(diào)節(jié)生殖質(zhì)因子的數(shù)量和劑量有望獲得雌性魚類；此外，iPGC的單側(cè)分布也可能是導(dǎo)致不利于雌性發(fā)育的重要原因之一。
最后，Mullins教授展望了iPGC技術(shù)廣泛的應(yīng)用前景，包括對體外培養(yǎng)的iPGC進行復(fù)雜基因操作，或者直接對培養(yǎng)的魚類體細胞進行基因編輯然后再利用這些因子誘導(dǎo)為iPGC等等。
Mullins教授在文末總結(jié)到：“讓我們?yōu)榘唏R魚研究領(lǐng)域首個令人振奮的原始生殖細胞誘導(dǎo)雞尾酒，干杯?。?/span>Cheers to the exciting, first-of-its-kind PGC induction cocktail in the zebrafish field!）”
據(jù)悉，魚類生殖細胞移植借腹生殖技術(shù)的開創(chuàng)者、日本東京海洋大學(xué)的Goro YOSHIZAKI（吉崎悟朗）教授也給孫永華研究員致信，熱烈祝賀這項重要成果“不僅是魚類生殖細胞操作領(lǐng)域真正的重大進展。當然，其對于基礎(chǔ)生物學(xué)研究的影響也是巨大的！（Congratulations!!! It is truly a great progress in fish germ cell manipulation. Of course, impact on the basic biology is also tremendous!）”
參考文獻：
Wang, X., Zhu, J., Wang, H., Deng, W., Jiao, S., Wang, Y., He, M., Zhang, F., Liu, T., Hao, Y., Ye, D., and Sun, Y.* (2023). Induced formation of primordial germ cells from zebrafish blastomeres by germplasm factors. Nature Communications 10.1038/s41467-023-43587-3.
Mullins, M. A Toast to a Zebrafish Germ Cell Induction Cocktail. SCIENCE CHINA Life Sciences (2024). https://doi.org/https://doi.org/10.1007/s11427-024-2530-6
