科学网—获10亿美元的丹尼氏透明鱼研究将重塑神经科学《科学》
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2026-6-24 16:11
| 系统分类: 海外观察
获 10亿美元的 丹尼氏 透明鱼 研究将 重塑神经科学
曾经冷门的丹尼氏鱼成为重磅新项目的核心模式生物，该项目由霍华德 ·休斯医学研究所资助 。
大约十年前，亚当 ·道格拉斯刚开始研究这种通体透明的迷你丹尼鱼时，只能跨州去观赏鱼店采购实验用鱼，店家仅将其当作小众观赏品种售卖。犹他大学神经生物学家道格拉斯表示：“网上几乎找不到人工繁育这种鱼的相关资料。”彼时斑马鱼作为经典生物模式物种，已经有数十年研究历史，而 丹尼鱼在科研界几乎无人知晓 。
如今局面早已截然不同。上周，霍华德 ·休斯医学研究所（HHMI）旗下核心研究机构——詹利亚研究园区宣布，将启动一项为期十年、总投入约10亿美元的大型科研计划，以丹尼鱼为模式生物，解析脊椎动物脑细胞与神经回路如何调控复杂行为。项目还将借助前沿人工智能工具，解析海量鱼类观测数据。
詹利亚园区副所长、执行主任、神经科学家纳尔逊 ·斯普鲁斯顿称：“这是詹利亚建所以来最令人振奋的研究机遇之一。”他补充道，这种小鱼的脑部与全身诸多结构和人类存在明确同源相似性；过往大量简单模式生物的研究经验证明，这类生物往往能带来突破性发现，最终催生重症疾病的治疗手段与治愈方案。
丹尼鱼能够迅速走红，核心优势直白清晰： 斑马鱼仅在出生后前几周身体透明 ，寿命长达 3至4年； 但丹尼鱼终身通体通透 ，即便成年后开展集群游动、定向巡游、求偶等各类行为，大脑依旧清晰可见，便于成像观测。
这种鱼 体型仅有米粒大小，终身不会长出鱼鳞、不会生成色素，也无法形成完整坚硬的颅骨 。道格拉斯解释： “所有阻碍光线穿透颅骨、干扰成像观测的结构，在它身上全都不存在。”如今全球已有数十家实验室将丹尼鱼列为核心研究对象。
霍华德 ·休斯医学研究所的巨额投入，让所有研究丹尼鱼的学者倍感振奋。纽约大学神经生物学家艾米丽·拜尔主攻丹尼鱼内脏感知机制，她表示：“詹利亚计划完成单凭单个实验室无法实现的研究。研究所雄厚的资源足以支撑这种超大型科研项目，传统高校实验室根本无力开展。”
丹尼鱼相关研究起步十分艰难，科研人员首先需要攻克基础难题，比如饲养方法、脑部成像技术等。
柏林爱因斯坦神经科学中心实验室负责人、神经生物学家本雅明 ·朱特克维茨是最早研究丹尼鱼的一批学者，他介绍：“早期少数实验室的核心工作，就是把丹尼鱼改造为可稳定使用的模式生物。”
道格拉斯的实验室曾为全球早期丹尼鱼研究团队供应鱼卵，他坦言，繁育困难仍是该物种研究的一大瓶颈。 “它们不像斑马鱼那样可以按需批量繁殖。”
当初道格拉斯上网查找丹尼鱼饲养技巧时，偶然发现了该鱼另一项奇特特征。 “我早年看到网友发帖说这种鱼会发出声响，当时完全不敢相信，这么小的鱼居然能发出人耳可闻的声音。”
他关掉实验室所有噪音水泵后，果真听到小鱼之间快速发出嗡嗡声。成年斑马鱼不存在这类发声行为，道格拉斯希望詹利亚的新项目能深入挖掘这一现象。 “它们每天花大量时间互相发出声响，背后有利有弊，具体作用还待研究。”
詹利亚此前规模最大的项目是绘制果蝇大脑神经连接图谱（连接组）。在该项目研发过程中，研究所科学家优化了基于 GCaMP钙感应蛋白的成像技术：这种蛋白在神经元释放电信号时会发出荧光，如今可以直接在丹尼鱼透明的头部内完成神经信号观测。
全面转向丹尼鱼研究，意味着詹利亚需要缩减其他研究方向。据《 The Transmitter》行业媒体报道，园区内开展啮齿类动物实验的课题组将进入为期约三年的过渡期，逐步收尾现有项目；另外两项科研计划也将比原定时间提前终止。
人工智能工具将是新项目的核心支撑，能够快速挖掘海量数据中的规律，辅助科研人员提出研究假说、设计对照实验。詹利亚团队还希望研发全新成像技术，无需像现在这样固定鱼类，就能捕捉自由活动状态下小鱼的神经活动。斯普鲁斯顿说： “这项工程技术难度极大，但我们已经做好攻坚准备。”
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