斑马鱼相互作用机制的解析方法是什么?

发表时间: 2023-09-25 22:26

elovl2、elovl5和fads2基因,在斑马鱼HUFA合成中的相互作用机制如何解析?

高度不饱和脂肪酸(HUFA)是一种多烯直链脂肪酸,具有2个或2个以上的双键和20个或20个以上的碳原子。

 

因人体无法合成HUFA,必须从食物中摄取,因此被称为必需脂肪酸,HUFA在维持哺乳动物正常生命活动中不可或缺,具有抵抗炎症、预防心脑血管疾病和抑制癌细胞增殖等重要作用。

 

我们利用CRISPR/Cas9技术成功构建了不同敲除型斑马鱼,以研究对HUFA合成的影响,旨在揭示elovl2、elovl5和fads2在HUFA合成中的相互作用机制。

 

我们以斑马鱼作为实验对象,将雄性和雌性斑马鱼分别饲养在循环水系统中,提供了以下条件:水温维持在28±0.5摄氏度,水的pH值为7.6±0.1,光照周期为14小时光照(08:00-22:00)和10小时黑暗(22:00-08:00)。

 

饲养期间每天喂食丰年虫三次,在实验中,斑马鱼的受精卵自然孵化在28摄氏度的恒温过滤水中,受精后的第5天开始喂食筛选过的蛋黄,受精后的第10天开始喂食丰年虫。

 

科学家制备了不同脂肪源的饲料,这些饲料包括添加大豆油(SO)和亚麻芥油(CO)的饲料,油脂的添加量为7%,这些饲料在-20摄氏度的冰箱中保存。

 

我们使用了300尾2个月以上的雄性斑马鱼,它们的初始体重在每尾0.25±0.03克之间,每种饲料和基因型都有3个平行缸,每个缸里有10尾鱼。

 

在每天的投喂开始前,鱼被饿了1天并测量了体重,每天定量喂食3次,分别在08:00、13:00和18:00,每次喂食的饲料质量为缸内鱼体总质量的3%。

 

科学家记录了斑马鱼的摄食和死亡情况,整个试验持续了4周,在4周后,鱼再次饿了1天,然后进行取样。

 

最后,我们对实验数据进行了统计分析,使用SPSS18.0软件进行了单因素方差分析,并使用LSD和Duncan's多重比较分析确定了各试验组之间的显著性差异(P

 

经过4周投喂试验发现,各组鱼体生长性能没有显著差异,为了研究eloul2、eloul5和fads2在斑马鱼HUFA合成中的功能,使用SO饲料和CO饲料进行投喂试验,分析不同突变型斑马鱼的肝脏脂肪酸组成变化。

 

脂肪酸分析结果显示,SO饲料中主要脂肪酸为LNA,在投喂SO饲料后,与WT组相比,E5组的C18:2n-6未显著变化,而E57XF2组和E2XE5XF27组LNA出现了显著累积,相反,在E2XE5组LNA出现了显著降低。

 

此外,与WT组相比,4组突变类型的EPA含量都显著升高,相较于WT组E57XF27组和E2XE57XF27组的DHA显著降低,但E2XE57组的DHA含量却显示显著升高。

 

在CO饲料中,ALA是主要脂肪酸,脂肪酸分析结果显示,相较于WT组,E57XF27组、E2XE5XF2组出现了ALA与LNA的积累,但在E5~组和E2XE5组中ALA与LNA呈现显著降低的结果。

 

与WT相比,E5组DHA明显增加同时,E57XF2组和E2XE57XF2组的DHA含量显著降低,在5组比较中发现,EPA的含量并没有明显差异,E2XE5组的花生四烯酸(C20:4n-6,ARA)以及DHA含量无明显变化,而ARA含量显著高于WT组。

 

经检测发现,不同突变型斑马鱼肝脏中HUFA合成相关基因(如eloul4a、eloul4b和fads6)的表达变化,在经过CO饲料投喂后,与WT组相比,eloul4a、elovl4b和fads6在各敲除类型中都有明显上调。

 

除在E5组eloul4b没有显著性变化大豆油饲料投喂后,eloul4a、eloul4b在E5组E2XE57组和E57XF2组中呈现梯度递增,而E2XE5XF2组和WT组相比,eloul4a、eloul4b的表达水平没有显著变化。

 

与WT组相比,fads6的表达水平在E5组和E2XE57XF2组没有显著性变化,在E2XE57组与E57XF2组中呈现显著升高。

 

可以看到与海水鱼相比,淡水鱼类具有更高的HUFA合成能力,因此,研究淡水鱼HUFA生物合成相关机制有利于提高淡水鱼HUFA含量,并为建立高营养价值的淡水生物群提供理论基础。

 

经过研究,成功揭示了高度不饱和脂肪酸(HUFA)在维持哺乳动物正常生命活动中的重要作用,通过CRISPR/Cas9技术构建不同敲除型斑马鱼,研究了elovl2、elovl5和fads2基因在HUFA合成中的相互作用机制。

 

结果表明,这些基因对HUFA合成至关重要,特别是fads2,在HUFA生物合成中发挥不可或缺的作用,这项研究为淡水鱼HUFA合成机制提供了重要的理论基础,有望为提高淡水鱼的营养价值提供新的途径。