水生所研究發現斑馬魚基因組中存在大量未被發現的新基因和新轉錄本
斑馬魚是全球最重要的模式生物之一。因其高繁殖率、體外受精、快速的胚胎發育以及豐富的遺傳操作技術等優勢，被廣泛應用于人類疾病和發育相關研究。然而，現有的斑馬魚基因組注釋主要依賴于計算預測和短讀長測序數據，導致斑馬魚基因組中存在大量未被注釋到的區域，這嚴重限制了相關研究的進一步開展。
為解決這一問題，中國科學院水生生物研究所何舜平研究員團隊利用PacBio Sequel II平臺對斑馬魚早期胚胎發育過程中的21個時間點進行了高分辨率的全長轉錄組測序，并基于這些數據對斑馬魚基因組進行了重新注釋。研究結果發現斑馬魚基因組中存在大量未被發現的新基因和新轉錄本，極大提升了斑馬魚基因組注釋的準確性和完整性。6月4日，相關研究成果以 “High resolution of full-length RNA sequencing deciphers massive transcriptome complexity during zebrafish embryogenesis”為題在《BMC Biology》雜志發表。
研究團隊通過對21個發育階段的樣本進行測序，平均每個階段產生了26,754,033條subreads和748,081條環形共識序列（CCS）。經過嚴格的質量控制和分析，研究人員發現了2113個之前未被注釋到的新基因和33,018個新轉錄本。進一步通過多種方法對這些新發現的基因和轉錄本進行了驗證，包括結構域預測、同源性分析、保守性分析、短讀RNA測序定量以及啟動子位置信息（H3K4me3和CAGE-seq）等，結果證明了這些新發現的基因和轉錄本是可靠的。
研究人員分析了21個發育階段中轉錄本的動態表達模式，揭示了不同階段的可變剪接事件。在胚胎發育的早期階段，尤其是從1k-cell到oblong階段，以及從oblong到dome階段，可變剪接事件顯著增加，隨后逐漸減少。這些動態變化表明，可變剪接在斑馬魚胚胎發育過程中起著重要作用。此外，研究人員還對新發現的lncRNA進行了保守性分析。盡管lncRNA在物種間的保守性較低，但它們在胚胎發育中可能具有重要的調控功能。
這項研究不僅為斑馬魚的研究群體提供了高分辨率和顯著提升的胚胎發育轉錄組注釋，還為理解斑馬魚胚胎發育的分子機制提供了寶貴的資源。通過揭示大量新基因和新轉錄本，以及可變剪接事件的動態變化，該研究為未來斑馬魚發育和基因調控的研究奠定了堅實的基礎。
水生所與深海所聯合培養博士薄晶為論文第一作者，水生所何舜平研究員和楊連東研究員為論文共同通訊作者。本研究得到了國家重點研發計劃（2022YFF0608200）、國家自然科學基金（32422010和32170480）等多項基金的資助。
論文鏈接：https://bmcbiol.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12915-025-02271-2
