利用发光鱼检测有害农药

与染色体异常相关的出生缺陷通常源于母亲生命早期接触化学物质。但确定哪些化学物质有问题是一个严峻的挑战，就像在事发几十年后解决肇事逃逸案件一样。加州大学戴维斯分校生物科学学院的两名研究人员正在开发一种方法，可以在发红光和绿光的斑马鱼的帮助下更快地识别有害化学物质。

他们的工作可以使加州中央山谷的数百万人受益，因为他们在农业生产场所附近生活或工作，因此接触农药的风险较高。接触农药可能会导致人类出现急性和长期的健康问题，包括对生殖系统的伤害。这种伤害之所以经常发生，是因为化学物质会干扰胎儿发育的敏感阶段，在此期间，有一天会产生精子或卵母细胞的细胞正在形成。

寻找代际效应

分子与细胞生物学系教授肖恩 伯吉斯(SeanBurgess)说： 直到这些孩子长大并尝试拥有自己的孩子时，你才会看到效果。 到那时，女性可能会经历不孕或反复流产;他们所生的孩子患唐氏综合症或其他因拥有额外染色体而引起的严重疾病的风险可能会增加。

伯吉斯正在与同一系的教授布鲁斯 德雷珀(BruceDraper)合作开发一种技术，可以大大加速化学物质的筛选，并更快地识别那些具有长期生殖影响的化学物质。伯吉斯说，化学物质 肇事逃逸 与生殖后果之间的差距往往是几十年： 我们正在将这个时间缩短到基本上几周。

标准测试缓慢且昂贵，因为它依赖于小鼠，技术人员必须对小鼠进行单独解剖和检查，以了解化学物质对生殖组织的影响。伯吉斯和德雷珀计划通过使用新开发的斑马鱼品种(Daniorerio)来绕过这个繁琐的过程。这种淡水鱼原产于南亚，在家庭水族馆中很受欢迎。它也经常被用作研究人类发育早期阶段的模式生物。

斑马鱼中百分之七十的基因都有人类的对应基因，称为直向同源物， 德雷珀说。如果你观察与卵子发生(女性卵母细胞或卵细胞的产生)有关的基因，这个百分比甚至更高。

斑马鱼非常适合研究化学物质的生殖影响，因为与哺乳动物不同，它们的性别不是由特殊的X或Y染色体决定的。相反，它部分是由环境因素决定的。在圈养条件下，大约一半的鱼发育成雌性。但如果鱼类幼虫接触到破坏卵子发生的化学物质，那么它们中的更多比例就会发育为雄性。这意味着科学家可以通过将几十只斑马鱼幼虫暴露在化学物质中来筛选其生殖毒性，然后等待几周，看看它们的性别比例是否偏向雄性。德雷珀和伯吉斯正在制定一项策略来实现这一目标 使用转基因斑马鱼，通过颜色编码显着地显示其性别。

这些由德雷珀实验室成员培育的鱼携带三种基因变化。首先，只存在于男性性腺中的支持细胞会产生绿色荧光蛋白。其次，仅在女性性腺中发现的卵母细胞(或未成熟的卵)会产生红色荧光蛋白。最后，鱼产生的天然色素较少，从而使它们的身体更加透明，因此它们性腺的红色或绿色显示得更加清晰。

与啮齿类动物相比，斑马鱼更容易饲养且成本更低。Burgess和Draper预计在每个水箱中饲养80只鱼幼虫，并在受精后10至20天期间将每个水箱中的动物暴露于选定的化学物质中。通常要等到受精后90天才能从视觉上区分雄性和雌性斑马鱼。但这些鱼的性腺颜色编码应该允许它们在40天时做到这一点。

德雷珀说： 我们应该能够几乎同时通过拍照来确定80只动物的性别。 看到雄性或雌性比例异常高，或者看到性腺呈红色和绿色闪烁的双性动物，则表明该化学物质对生殖系统有毒。

格洛纳德测定

今年早些时候，Burgess和Draper开始开发用于毒性筛查的 GloNad 测定法。他们两人希望今年晚些时候可以开始在试点实验中使用它来筛选加州九种最常用农药的生殖影响。

最初的测试最终可能为GloNad检测的更广泛应用铺平道路。加利福尼亚州目前已知有90种农药会导致出生缺陷或生殖伤害。但这些毒性可能与更广泛的农药和其他化学品有关，例如用于制造某些塑料的双酚。

GloNad检测的真正威力在于，它可以扩大规模，测试更多目前无法检测的化学物质。这些化学物质中的每一种都可以在大量鱼类中进行测试，从而可以检测到甚至罕见的生殖影响。

德雷珀说： 它比目前任何其他东西都更有效率。 我们对这将会奏效抱有很高的期望。