中國構建首個斑馬魚定向突變體庫 1/4與人疾病相關
近20年之前，科學家們開始對斑馬魚基因組展開測序，這是一種從事腦和其他器官早期發育研究的生物學家們最喜愛的模式生物。隨着其基因組被陸續解密，斑馬魚變成研究人類疾病、探討疾病治療的首選動物。
近日，來自中國科學家的“斑馬魚1號染色體全基因敲除計劃”的研究成果在線發表於國際期刊Genome Research。這是國際上首次大規模的斑馬魚反向遺傳學突變體庫構建和遺傳篩選計劃。
該論文的作者均來自於由中國科學院水生生物研究所、清華大學、中國科學院動物研究所、北京大學等24家機構的學者組成“斑馬魚1號染色體全基因敲除聯盟（ZAKOC）”。論文第一作者單位爲中科院水生所，第一作者爲中科院水生所研究員孫永華，通訊作者爲動物所研究員劉峰，中科院院士、清華大學教授孟安明和中科院院士、水生所研究員朱作言。
斑馬魚是開展生命科學、健康科學、環境科學等研究的重要模式動物。斑馬魚基因組大小約1.5Gb，共含有25條染色體，約32000個基因。其中，1號染色體大小約60Mb，佔斑馬魚全部基因組的4%。
在斑馬魚研究歷史上，歐美學者發起過幾次大規模的隨機誘變突變體庫。2013年2月，新一代基因編輯技術CRISPR/Cas9系統問世，中國斑馬魚學界即自發組織了“斑馬魚1號染色體全基因敲除計劃聯盟（ZAKOC）”，應用該技術對斑馬魚基因組進行大規模、全染色體水平的系統性基因敲除工作，成爲全球最早啓動的使用該技術實施模式動物全基因組水平敲除的研究計劃。
ZAKOC聯盟利用CIRISR/Cas9技術，針對斑馬魚1號染色體上的1333個基因進行系統性基因敲除，成功敲除了其中1029個基因，獲得針對636個基因的1039個可傳代的突變型。
這一持續6年多的研究，首次實現了脊椎動物整條染色體的系統性基因敲除，不僅引領了國際斑馬魚表型組研究，而且誕生了中國首個大規模斑馬魚定向突變體庫。
目前，所有突變品系和遺傳信息全部通過國家水生生物種質資源庫——國家斑馬魚資源中心對學術界公開（http://www.zfish.cn/TargetList.aspx）。
該計劃產生了目前學術界規模最大的經實驗驗證的有效和無效gRNA序列庫，通過大數據分析，揭示了gRNA的敲除效率與其靶位GC含量呈現密切的正相關性。在所有的突變體中，約1/4與人類疾病相關。
該論文還同時展示了若干代表性的突變體及其表型，發現了純合突變體與基因敲降的表型不一致，進一步豐富了最近發現的“遺傳補償效應”理論。