斑马鱼对短期高静力压刺激的基因表达响应
Gene expression responses in zebrafish to short-term high-hydrostatic pressure
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摘要: 高静力压是深海环境的主要特征之一,也是限制海洋生物垂直活动的主要因素。目前为止,学术界对浅水区鱼类的静力压耐受和响应等问题了解的十分有限。为此,该研究通过基于斑马鱼(Danio rerio) 的加压实验对上述问题进行了初步探索。研究通过连续加压过程对不同压力下鱼类的死亡情况进行了观测,并采集了0.1 MPa、5 MPa和9 MPa 压力梯度下斑马鱼的脑、眼、肌肉和卵巢等组织的转录组数据(共45个样本)进行遗传分析。结果显示,斑马鱼在环境压力为12.5 MPa (约等同于水下1250米深处的静力压)时开始出现死亡,能承受的最高压力接近18 Mpa (约1800 米处的静力压)。转录组分析显示,斑马鱼各组织的基因表达模式随着压力增加都发生了明显变化,同时不同组之间的变化也存在明显差异;例如,大脑对压力的响应最敏感也最剧烈,卵巢则最稳定。其中,大脑在高压力环境下与热刺激相关的基因表达活跃,这意味着对生物体而言高静力压可能呈现出与温度类似的影响。研究还发现,基因表达的有序性在高静力压环境中降低,这也可能是高压致死的重要原因之一。这些结果为研究鱼类的垂直迁移和高静力压适应提供了基础资料。