低氧誘導(dǎo)因子HIF-1α和HIF-2α是細(xì)胞中感受低氧脅迫的關(guān)鍵調(diào)控因子。迄今，對它們的功能研究已相對清楚。在低氧條件下，它們作為轉(zhuǎn)錄因子，可激活其下游一系列基因的表達(dá)，進(jìn)而調(diào)控細(xì)胞應(yīng)對低氧脅迫反應(yīng)。而在細(xì)胞中，除HIF-1α和HIF-2α外，還有它們的一個(gè)同源基因HIF-3α。由于在細(xì)胞內(nèi)，HIF-3α存在多個(gè)轉(zhuǎn)錄本，目前，對其功能的了解還非常欠缺，甚至，在已有的報(bào)道中，還存在許多相互矛盾的地方。 

　　中國科學(xué)院水生生物研究所魚類低氧生物學(xué)學(xué)科組蔡孝廉博士等，在進(jìn)行魚類低氧耐受與敏感的比較研究中，發(fā)現(xiàn)魚類hif-3α可能與魚類應(yīng)對低氧脅迫密切相關(guān)。他們利用CRISPR/Cas9技術(shù)，在斑馬魚中敲除了hif-3α基因。在實(shí)驗(yàn)室正常養(yǎng)殖條件下，hif-3α缺失斑馬魚的發(fā)育、生長和繁殖，與野生型斑馬魚相比，無顯著差異。然而，hif-3α缺失斑馬魚胚胎的紅細(xì)胞數(shù)量顯著減少。鑒于紅細(xì)胞在機(jī)體內(nèi)具有運(yùn)載氧的特殊功能，他們對hif-3α缺失斑馬魚與野生斑馬魚的低氧耐受能力進(jìn)行了系統(tǒng)的比較分析，發(fā)現(xiàn)：無論是胚胎還是成體，hif-3α缺失斑馬魚的低氧耐受能力大大降低。hif-3α缺失斑馬魚的紅細(xì)胞發(fā)育遲緩，大部分阻滯在初始狀態(tài)，成熟紅細(xì)胞數(shù)量少。 

　　進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)：與HIF-1α和HIF-2α類似，hif-3α也具有轉(zhuǎn)錄活性，能夠激活基因的表達(dá)。更有趣的是，調(diào)控紅細(xì)胞發(fā)生的關(guān)鍵因子—gata1，是hif-3α的一個(gè)直接下游基因。通過一系列的實(shí)驗(yàn)證實(shí)：hif-3α能夠直接結(jié)合到gata1啟動(dòng)子的低氧反應(yīng)原件上，并激活gata1的表達(dá)，從而正向調(diào)控紅細(xì)胞的發(fā)生。 

　　這一研究工作詮釋了hif-3α的在體生物學(xué)功能及其在魚類低氧耐受中的作用和分子機(jī)制。該工作以“Zebrafish hif-3α modulates erythropoiesis via regulation of gata-1 to facilitate hypoxia tolerance ”為題，于2020年10月9日，在線發(fā)表于Development。該研究得到中科院先導(dǎo)專項(xiàng)A、國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、創(chuàng)新群體項(xiàng)目和“藍(lán)色糧倉”重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等項(xiàng)目的支持。