Als Wissenschaftlerin, die es liebt, „Fehler zu finden“, hat sie dafür gesorgt, dass „Fisch essen, ohne die Gräten auszuspucken“ kein Traum mehr ist!

Feinschmecker, sind Sie bereit für eine neue Ära des Essens ohne Gräten?

Fisch ist in China eine beliebte Delikatesse, doch die Anwesenheit von Gräten sorgt bei den Menschen beim Genießen des köstlichen Essens oft für Nervosität.

Kann ich einen Fisch ohne Gräten essen? ! Dieser Traum eines jeden Feinschmeckers war früher eine Fantasie oder ein Wunschtraum, doch nun wird erwartet, dass dieser Traum Wirklichkeit wird.

Gao Zexia

Im Jahr 2024 brachten Professor Gao Zexia von der Huazhong Agricultural University und ihr Team gute Neuigkeiten: Nach jahrelanger wissenschaftlicher Forschung hatten sie Graskarpfen ohne Stacheln gezüchtet. Zuvor hatten sie bereits Zebrafische und Wuchang-Fische ohne intermuskuläre Stacheln gezüchtet. Diese Erfolge wurden durch Gao Zexias „kleinkarierten“ Charakter ermöglicht.

Der Traum, mithilfe der Gen-Editierungstechnologie „Fehler zu finden“

Gao Zexia begann im September 2001 ihr Studium der Aquakultur an der Huazhong Agricultural University. Nach dem erfolgreichen Wechsel in ein Doktorandenprogramm im zweiten Jahr ihres Aufbaustudiums im Jahr 2007 wurde sie die erste internationale Doktorandin an ihrem College. Sie besuchte für ein Austauschstudium die Ohio State University in den USA und kehrte 2010 nach Abschluss ihres Studiums an die Universität zurück.

Zu Beginn untersuchte das Team von Gao Zexia hauptsächlich Wuchang-Fische. Das wissbegierige Mädchen überwand die damit verbundenen Schwierigkeiten erfolgreich dank ihrer soliden Kenntnisse und ausgeprägten Forschungsfähigkeit. Sie musste jedoch feststellen, dass der Preis für Wuchang-Fisch auch nach der Lösung dieser Probleme nicht erhöht werden konnte. Warum? Nach einigen Recherchen entdeckte sie den entscheidenden Punkt: Wuchang-Fisch hat viele Gräten und ist schwer zu verkaufen!

Können wir das Gelernte nutzen, um das Problem der zu vielen Fischgräten in Wuchang zu lösen? Der neugierige Gao Zexia begann, einschlägige Literatur nachzuschlagen und stellte fest, dass sich einige Wissenschaftler bereits zuvor mit diesem Thema befasst hatten, jedoch keine gründlichen Untersuchungen durchgeführt hatten. Dies ist ein Bereich, mit dem sich bisher nur wenige Menschen befasst haben, was schon allein seine Schwierigkeit verdeutlicht, doch Gao Zexia, der es wagt, nachzudenken und zu kämpfen, beschloss, es zu versuchen. Nach einigen Recherchen beschloss sie, sich auf die Fischgräten zu konzentrieren.

Im Laufe der Evolution der Fische haben die Stacheln einiger Fische einen Erweichungs- und Degenerationsprozess durchlaufen. Der Barsch der Perciformes und der Gelbe Wels der Siluriformes haben nicht einmal intermuskuläre Stacheln. Da jedoch die Zuchtkosten für Fische ohne Gräten im Allgemeinen höher sind oder sie „empfindlich und schwer zu züchten“ sind, sind die von den Chinesen am häufigsten gewählten Fische hauptsächlich Arten wie Silberkarpfen, Graskarpfen, Marmorkarpfen, Karpfen, Karausche und Brassen, die über eine bestimmte Anzahl intramuskulärer Stacheln verfügen. Wenn wir dieses Problem der Fischmuskelstacheln lösen können, wird das zweifellos eine gute Sache sein, die dem Land und den Menschen zugute kommt.

„Wenn wir das Hauptkontrollgen für die Bildung intermuskulärer Stacheln finden, können wir theoretisch mithilfe der Gen-Editierungstechnologie verhindern, dass Wuchang-Fische intermuskuläre Stacheln entwickeln.“ Sorgfältige Überlegungen gaben Gao Zexia den Mut, weiterzumachen. „Darüber hinaus haben unsere Eltern, unsere Ältesten und ich selbst alle Probleme mit Bandscheibenvorfällen in der Lendenwirbelsäule. Die Erforschung intermuskulärer Sporen steht auch in gewissem Zusammenhang mit Knochenhyperplasie (allgemein bekannt als Knochensporne). „Mit Träumen kommt die Motivation. Gao Zexia begab sich auf die Reise, mithilfe moderner Gen-Editierungstechnologie „Fehler zu finden“.

Es ist nicht leicht, Detektiv zu sein

Auf dem Weg der wissenschaftlichen Forschung sind Ideale immer schön, aber die Realität steckt oft voller Herausforderungen.

Bei der Untersuchung der intermuskulären Stacheln von Wuchang-Fischen stießen Gao Zexia und ihr Team auf eine scheinbar unmögliche Aufgabe: Sie sollten von jedem geschlechtsreifen Wuchang-Fisch 84 bis 146 intermuskuläre Stacheln (die durchschnittliche Anzahl, mit individuellen Unterschieden) heraussuchen und daraus hochwertige Transkriptom-RNA extrahieren, um die Beziehung zwischen der Bildung intermuskulärer Stacheln und der Genexpression zu untersuchen.

Abschaben des Bindegewebes der Brassen- und Fischgräten

Diese Arbeit ist technisch äußerst anspruchsvoll. Zunächst muss die Position jedes einzelnen intermuskulären Dorns genau lokalisiert werden. Anschließend müssen diese kleinen, am Bindegewebe haftenden Dornen unter Narkose vorsichtig entfernt werden. Als nächstes mussten sie und ihr Team das anhaftende Muskelgewebe schnell entfernen und einfrieren, bevor die RNA zerfiel, um sicherzustellen, dass sie eine qualitativ hochwertige RNA-Probe entnehmen konnten.

Nach drei Monaten unermüdlicher Anstrengungen beherrschten Gao Zexia und ihre Studenten schließlich die „Bone Picking“-Technologie und meldeten erfolgreich das weltweit erste nationale Patent zur Fischgrätenforschung an. Diese Technologie verbessert nicht nur die Effizienz der RNA-Extraktion, sondern legt auch den Grundstein für die nachfolgende Genexpressionsforschung.

Nach einer eingehenden Analyse der Unterschiede in der Gen- und Proteinexpression zwischen dem intermuskulären Dorngewebe und anderen Skelettgeweben von Wuchang-Fischen konnte das Team von Gao Zexia nach und nach die Schlüsselgene aufdecken, die das Wachstum und die Entwicklung der intermuskulären Dornen beeinflussen. Sie filterten drei Gene aus mehr als 60 Kandidatengenen heraus, die das Auftreten intermuskulärer Stacheln bei Fischen in unterschiedlichem Ausmaß regulieren. Wie ein geduldiger Detektiv sammeln sie weiterhin Beweise, fügen Hinweise zusammen und gehen stetig und beständig vor. Schließlich fanden sie die Wahrheit heraus: Der Verlust des Gens runx2b kann zum vollständigen Verlust der intermuskulären Dornfortsätze führen! „Es gibt wirklich keinen einzigen intramuskulären Dorn! Damals konnten wir es nicht glauben.“ Nachdem das Rätsel gelöst war, konnte Gao Zexia sich lange Zeit nicht beruhigen.

Im Jahr 2019 entdeckte das Team von Gao Zexia die Schlüsselrolle des Gens runx2b in den intermuskulären Stacheln von Fischen. Sie validierten die Ergebnisse zunächst an Zebrafischen und begannen dann im Jahr 2020, die Anwendung dieser Technologie auf Wuchang-Fische und andere Nutzfische zu erforschen. Bis 2021 führten sie erfolgreich eine Genomeditierung bei Wuchang-Fischen durch und im Jahr 2022 erhielten sie Wuchang-Fische ohne intermuskuläre Stacheln. Im selben Jahr wandte das Team diese Technologie auch auf Graskarpfen an, einen Fisch, der später geschlechtsreif wird. Nach zwei Jahren harter Arbeit hat das Team von Professor Gao Zexia nicht nur Setzlinge der grätenlosen Graskarpfen-Generation F1 gezüchtet, sondern auch mehr als 500 einzelne grätenlose Graskarpfen ausgewählt. Diese Individuen wurden zur Zucht der F2-Generation verwendet und die Ergebnisse zeigten, dass es sich bei allen Nachkommen um stachellose Graskarpfen handelte und dieses Merkmal vererbt werden konnte. Die erfolgreiche Zucht von grätenlosen Graskarpfen bietet den Verbrauchern eine neue Option und macht diesen weit verbreiteten Zuchtfisch in Zukunft möglicherweise angenehmer zu verzehren.

Bemühen Sie sich, „Fisch ohne Gräten“ in Tausende von Haushalten zu bringen

Sind grätenlose Fische unbedenklich? Wie schmeckt es?

Studenten der Fischereihochschule der Huazhong Agricultural University berichteten von ihren Erfahrungen mit Wuchang-Fisch ohne Gräten: „Er ist zarter als normaler Graskarpfen“, „Er schmeckt ähnlich wie Wolfsbarsch, mit Knoblauchfleisch“, „Struktur, Geschmack und Aroma sind dieselben wie bei gewöhnlichem Wuchang-Fisch. Der einzige Unterschied besteht darin, dass er keine Gräten hat. Er ist ein echtes Genussgericht. Sie müssen sich keine Sorgen um Gräten machen, wenn Sie einen großen Bissen nehmen.“

Vergleichstabelle

Nach Tests wurde festgestellt, dass der Gehalt an Proteinen, Spurenelementen und Aminosäuren des „grätenlosen“ Graskarpfens dem des gewöhnlichen Graskarpfens ähnelte. Im Vergleich zu anderen Süßwasserfischen können Graskarpfen mehr hochwertiges Eiweiß zu geringeren Futterkosten gewinnen und auch die Zusammensetzung ihrer Exkremente ist wasserfreundlicher.

Derzeit hat das Team von Gao Zexia schrittweise Fortschritte bei der Erforschung von „Süßwasserfischen ohne intermuskuläre Stacheln“ gemacht. Das Team ist außerdem bestrebt, weitere Kooperationen einzugehen, um die Möglichkeit von Silberkarauschen ohne Zwischenmuskelstacheln zu erforschen. In Zukunft soll diese Technologie auf wichtige Süßwasserfischarten wie Silberkarpfen und Marmorkarpfen ausgeweitet werden. Das Team arbeitet außerdem daran, das Zuchtmodell für grätenlose Fische von der traditionellen Teichwirtschaft auf die moderne Massentierhaltung umzustellen und eine eingehendere Bewertung der Nährstoffqualität dieser Fische vorzunehmen. Sie sind davon überzeugt, dass mit der Umsetzung der entsprechenden nationalen Richtlinien zur Zucht mittels Gen-Editierung in Zukunft der „Fisch ohne Gräten“ sicherlich in Tausenden von Haushalten Einzug halten wird.