冲绳科学技术研究所(OIST)的海洋气候变化与海洋生态-进化-发育部门的研究人员揭示了马拉巴石斑鱼幼虫发育过程中基因激活的独特模式，特别是在幼虫早期阶段，甲状腺和皮质激素基因的激活达到了一个早期高峰。他们的研究成果发表在《eLife》期刊上，首次证明了这两种基因在幼虫发育的两个关键阶段被激活：一次是在幼虫早期，另一次是在变态阶段。这种早期激活现象在其他鱼类中尚未被观察到，使得马拉巴石斑鱼的情况显得尤为特殊。

　　作为中层掠食者，石斑鱼在维持海洋生态系统的平衡与健康方面扮演着重要角色。马拉巴石斑鱼（Epinephelus malabaricus），在日语中称为Yaito-hata，最大可长达2米。然而，由于其在食品市场上的高需求和经济价值，导致了过度捕捞，许多种类面临灭绝的风险。为应对这一威胁并满足市场需求，冲绳及全球范围内建立了石斑鱼养殖场。

　　冲绳的石斑鱼养殖

　　“对我而言，这项研究的生态文化意义尤其引人注目；这些鱼是在冲绳繁殖和销售的，”海洋气候变化部门的主要作者、分子生物学家罗杰·胡尔里曼博士表示。

　　自1992年起，冲绳县渔业和海洋研究中心石垣分馆便开始对马拉巴石斑鱼幼鱼进行繁殖和饲养研究。1996年，冲绳首次成功繁殖该鱼种。到1997年，该中心实现了全球首次大规模繁殖，成功生产超过20万条幼鱼。目前，冲绳大约有10个马拉巴石斑鱼养殖场。

　　OIST海洋科学站的马拉巴石斑鱼。科学家们发现，在这些鱼的早期幼虫阶段，甲状腺和皮质激素基因的独特激活现象此前在任何鱼类中都未被观察到。Merle Naidoo, OIST

　　RNA分析揭示异常的激素激活

　　基因组是生物体内完整的遗传信息。科学家通过分析在特定条件或特定细胞中产生的RNA，来研究基因组的功能，这一过程称为转录组分析。这使他们能够识别在不同发育阶段特定时间被激活的基因。研究人员探讨了马拉巴石斑鱼在幼虫发育过程中与甲状腺和皮质激素及其他生物过程相关的基因表达情况，其中包括一个关键步骤：变态。

　　幼虫孵化后在公海中漂流约60天，随后返回沿海环境。在这段奇妙的旅程中，它们经历了一次激素驱动的剧烈蜕变，包括脊柱的退化和成虫样色素的出现。

　　“我们的基因组分析清楚地表明，在蜕变发生时，甲状腺和皮质激素基因的激活程度非常高。在石斑鱼中，蜕变与成虫样色素的出现以及幼虫背鳍和胸鳍上刺的消失相对应，”胡尔里曼博士解释道。“有趣的是，我们还发现这些基因在幼虫发育初期的激活显著增加，这是我们在其他鱼类中从未见过的现象。”

　　芬兰环境研究中心(CRIOBE)的研究员、OIST计算神经行为学部门前研究员娜塔莎·鲁克博士进一步补充道：“我们还测量了幼虫体内甲状腺激素和皮质激素的水平，发现这两种激素在幼虫发育初期都有所增加，证实了基因组分析的结果。虽然这种激活的原因尚不明确，但我们推测可能与幼虫刺的发育有关，这可能有助于浮力和对捕食者的威慑。”

　　不同发育阶段的马拉巴石斑鱼幼鱼。这些标本用于RNA分析，以绘制整个鱼类早期生命周期的基因活性和压力模式。Huerlimann et al.， 2024

　　两位研究人员都强调，他们的发现与Motobu镇社区的支持密切相关，正是由于社区愿意与科学家合作，项目才能得以顺利进行。这使得研究团队能够在冲绳县海洋养殖中心建立一个小型实验室进行样本采集和实验。