在松果体上焕发新的光芒

当斑马鱼缺乏特定蛋白质时，大脑的两个半球对称发育，并且不产生睡眠激素褪黑激素。这些结果最近由弗莱堡生物学家Theresa Schredelseker和Wolfgang Driever博士在发展期刊上发表。他们对松果体的研究揭示了左右不对称和昼夜循环之间的遗传联系。

松果腺是一种小型结构，人体内部位于大脑深处，但斑马鱼直接位于头骨下方。然而，它的主要功能是在鱼类和人类中保存：每晚释放褪黑激素。当人类松果腺通过眼睛探测到日光时，鱼松果腺直接感受到光线。利用先进的遗传工具，研究人员生成的斑马鱼不再能产生脑特异性同源框(Bsx)蛋白。在鱼缺乏这种蛋白质，松果体的感光细胞腺没有正常发育，也没有产生褪黑激素。早期的研究表明，斑马鱼中的褪黑激素缺乏会破坏睡眠 - 觉醒周期。因此，鱼的症状类似于人们因工作夜班或夜间智能手机使用过多而出现的症状。

缺乏Bsx在大脑中有其他有趣的后果。在胚胎发育的第二天，一小组细胞通常从松果体迁移出来，几乎总是迁移到大脑的左侧部分。这些细胞使周围组织发育出左半脑的特征。当缺乏Bsx时，这些细胞不会形成，大脑会形成两个“正确”的一半。虽然这项研究侧重于胚胎发育，但它也为行为研究开辟了新的机会。例如，最近，一个美国研究小组发现，具有对称大脑的鱼表现出行为异常，这些异常被解释为焦虑加剧。

在过去的几十年中，这种长达4厘米的斑马鱼已成为最受欢迎的遗传研究模式生物之一。它迅速繁殖和发展：雌性每周产卵300个，每个卵在12到16周内达到成熟。胚胎的透明度意味着即使在早期幼虫阶段，也可以直接观察发育中胚胎中的细胞。作为脊椎动物，它拥有许多在人类中具有相同或相似功能的基因。