重要突破！上海科研團隊解碼魚類生命“覺醒時刻”

當精子與卵子結合，細胞的命運之書翻開了第一頁。你知道嗎？在受精卵中，絕大多數基因最初是沉睡的，真正決定生命進程的，是那些在關鍵時刻被悄然喚醒的基因。它們如同指揮家，引導着整個發育交響。

日前，《自然·通訊》在線發表了上海海洋大學陳良標/胡鵬教授團隊的研究成果。團隊成功在活體魚類胚胎中實現了單細胞新生RNA測序技術的系統優化和應用，首次實現了對“合子激活”階段新轉錄基因的高靈敏度、高準確性檢測。這項技術突破不僅打開了研究生命起源奧祕的新窗口，也爲水產育種的基因精準設計提供了重要工具。

每個新生命的開始，都經歷一次“主權交接”，從母親提供的遺傳物質，過渡到胚胎自主控制基因表達。這一過程被稱爲母源-合子轉換，是胚胎髮育中最關鍵的轉折點。然而，剛被激活的合子基因，其轉錄本數量極其稀少，又常常被海量的母源RNA“淹沒”。這使得傳統的測序技術很難“聽見”這些微弱卻至關重要的聲音。

胡鵬曾在博士後期間參與開發了檢測新合成RNA的前沿技術-單細胞新生RNA測序技術（scNT-seq）。此次研究中，團隊圍繞魚類胚胎模型，開展了系統性優化。團隊一方面實現系統評估標記方法，對10種主流RNA化學轉化方法進行了系統篩選，在超過5萬個斑馬魚細胞中測試。最終發現，基於 mCPBA/TFEA 的“on-beads”轉化方案，能實現超過8%的T-to-C替換率，表現遠優於傳統“體內標記”（in-situ labeling）方法，在信號強度和RNA質量上均表現卓越。另一方面，團隊精準標記新合成RNA。團隊在模式魚類-斑馬魚受精卵的一細胞階段顯微注射4-硫尿苷（4sU），實現了對合子新轉錄RNA的高效標記，猶如在新產生的RNA上做下特殊標記，便於後續識別。

研究實現諸多突破。比如，檢測靈敏度大幅提升。優化後的方法能在海量母源RNA背景下清晰捕捉新合子RNA信號。再如，母源和合子RNA 實現精準區分，通過計算新RNA佔比，精確判定哪些基因是胚胎合子激活的。相較以往，該研究識別出更多此前未被報道的合子激活基因，並通過原位雜交實驗驗證其在整胚中的表達模式。

這項研究不僅深入揭示了“生命最初的指令”是如何被啓動的，而且早期發育過程中合子基因的時空表達決定了胚胎質量，進而能影響魚類生物育種的進展，是未來實現精準調控、培育優質高產抗逆水產新品種，如斑馬魚模式研究指導經濟魚類育種的關鍵理論基礎和技術保障。

上海海洋大學胡鵬教授爲本文通訊作者，博士研究生張曉雯、碩士研究生彭銘健爲文章共同第一作者。