研究人员在马拉巴尔石斑鱼的幼虫发展过程中发现了显著的基因激活模式，揭示了在这一阶段甲状腺和皮质类固醇基因激活的意外早期激增。他们的研究表明，这些基因在发育过程中会被激活两次——一次是在早期幼虫阶段，另一次是在变态过程中。这种早期激活是任何鱼类物种的首次现象，标志着马拉巴尔石斑鱼的独特性。
来自冲绳科学技术学院（OIST）海洋气候变化单位和海洋生态进化发育单位的研究人员在马拉巴尔石斑鱼的幼虫发育中发现了独特的基因激活模式。他们的研究发表于期刊《eLife》，揭示了甲状腺和皮质类固醇基因在幼虫发育中两次被激活，第一次是在早期，第二次是在变态中。这种不寻常的早期基因激活在其他任何鱼类物种中都未曾被记录，突显了石斑鱼的独特性。
石斑鱼是重要的中型捕食者，有助于维持海洋生态系统的平衡和健康。马拉巴尔石斑鱼（Epinephelus malabaricus），在日本被称为Yaito-hata，能够生长到2米长。由于其受欢迎程度和高市场价值，许多石斑鱼物种面临过度开发，现在处于灭绝风险中。为应对这一危机并满足市场需求，冲绳及全球范围内建立了石斑鱼养殖设施。
冲绳的石斑鱼养殖
研究的主要作者、海洋气候变化单位的分子生物学家罗杰·胡尔利曼博士表示，特别关注这项研究的生态养殖方面，指出这些鱼在冲绳被繁殖和销售。
马拉巴尔石斑鱼的繁殖和养殖之旅始于1992年，在冲绳县渔业和海洋研究中心的石垣分部，首次成功繁殖的时间是1996年。到1997年，该中心庆祝了一个全球性里程碑，成功孵化了超过200,000条幼鱼。如今，冲绳大约有十家石斑鱼养殖场在运营。
RNA分析揭示不寻常的激素激活
基因组是生物体内的全部遗传物质。科学家可以通过研究在特定条件或特定细胞中产生的RNA来研究基因组的功能——这被称为转录组分析。这种方法使研究人员能够发现在哪些发育阶段哪些基因被激活。在他们的研究中，研究人员分析了与甲状腺和皮质类固醇激素相关的基因的表达水平，以及其他生物功能，特别关注马拉巴尔石斑鱼幼虫的关键变态阶段。
在孵化后，幼虫在开阔海域漂浮大约60天，然后接近沿海栖息地。在这一令人印象深刻的旅程中，它们经历了明显的激素驱动的变态，表现出脊椎骨回退和类似成年鱼的色素变化。
“我们的基因组分析清楚地表明，在变态过程中，甲状腺和皮质类固醇基因的激活水平很高。在石斑鱼中，这一变态与成年鱼外貌色素的发育和背鳍及胸鳍上的脊椎骨丧失是一致的，”胡尔利曼博士解释道。“有趣的是，我们还观察到这些基因在幼虫发育开始时就开始上升，这在其他鱼类物种中并没有见到。”
来自岛屿研究与环境观察中心（CRIOBE）的研究员、OIST计算神经行为学单位的前成员娜塔莎·鲁克博士补充道：“我们测量了幼虫中甲状腺和皮质类固醇激素的水平，注意到这两者在幼虫发育开始时都有所增加，这进一步确认了我们的基因组发现。这种激活的原因仍然不明，但我们推测这可能与幼虫脊椎的生长有关，可能有助于浮力并威慑捕食者。”
两位研究者强调，他们在这项研究中的成功受到了本部町社区的热情支持，该社区的合作开放态度至关重要。这使得他们能够在冲绳县海洋养殖中心建立一个小型实验室，以进行取样和实验工作。
胡尔利曼博士的目标是推动冲绳可持续养殖实践，并通过他的研究倡议帮助当地农民：“最初，我们的目标是为未来的研究建立一个参考基因组序列，”他分享道。“然而，在过去三年中，我与农民进行了交流，以了解他们面临的具体挑战。疾病管理是一个主要问题，我希望我的研究能帮助解决这个问题以及他们可能面临的其他问题。”
