科学家首次成功基因编辑 催生抗白化“超级珊瑚”

文:姜唯編譯

科学家首次成功基因编辑 催生抗白化“超级珊瑚”

全球珊瑚面临生存危机。图为澎湖东屿坪的珊瑚。图片来源:本报资料照片。

美国史丹佛大学的研究团队成功修改了珊瑚基因,期待未来应用于珊瑚保育。这是第一次研究人员成功用一种叫做”CRISPR-Cas9”的特殊工具来编辑珊瑚基因。

尽管科学家强调,实现经遗传强化的”超级珊瑚”还有很长一段路要走,但这项工作仍被认为很有机会保护珊瑚。不过也有科学家认为,保护重点仍应在于珊瑚的栖地,因此还是必须透过减少温室气体排放量,来减缓气候变暖。

未来,科学家希望能够找出珊瑚生存相关的基因,尤其是能帮助珊瑚挺过大规模致死性变暖的基因。

“我们希望未来使用CRISPR-Cas9的实验将帮助我们更深入了解珊瑚的基础生物学,接着我们可以将其应用于预测,甚至可能改善,未来气候变化造成的后果,”本研究第一作者、遗传学家克里夫(Phillip Cleve)解释说。

CRISPR-Cas9近年来已成为生物学家首选的基因编辑工具,但由于珊瑚繁殖方式特殊,很难应用于珊瑚上。

珊瑚每年只在满月时繁殖一到两次。它们将大量的卵子和精子排入海洋,让精卵彼此自由混合配对。科学家只有在卵子和精子初相遇、新形成的胚胎开始分裂前这一段短短的时间内,能够编辑基因。

从海中取回新受精的珊瑚虫卵很困难,但克里夫与一群了解珊瑚繁殖节奏的澳洲珊瑚礁专家合作。他们成功取得足够的样本进行实验,并在一项原理验证研究中修改了三个基因,希望能帮助科学家认识和更有效保护珊瑚。

他们的研究结果发表在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of theNational Academy of Sciences)上。

帮助珊瑚抗暖 “辅助演化”的N种方式

2016年热浪导致珊瑚白化,摧毁了近1/3的大堡礁珊瑚。这个研究成果可说来的正是时候。

澳洲研究人员已经研究过”辅助演化”的可行性,即杂交或选择性育种以产生能耐高温度的菌株。也有研究探讨对珊瑚共生藻进行基因工程、使它们更耐热的可能性。然而,未参与这项研究的南安普敦大学珊瑚专家魏德曼(Jorg Wiedenmann)认为,我们距离创造出能够改变珊瑚礁命运的”超级珊瑚”还非常遥远。

克里夫坦言的确如此,目前将遗传技术应用于珊瑚的目标是了解这些生物的运作机制,以及它们为什么以某种方式应对气候变迁。

“也许珊瑚中有天然的基因变体,可以增强它们在温暖水域中生存的能力;我们希望知道这一点,”克里夫解释,目前珊瑚研究的现况是把所有可能的武器拿出来盘点。

魏德曼说,虽然基因编辑可能是一个非常有用的工具,但在珊瑚保育工作上,科学家们不应见树不见林。 “我们必须把重点放在保护珊瑚礁栖地上,这必须透过减少温室气体排放量减缓气候暖化,并在地方规模上照顾珊瑚礁。”魏德曼说。

參考資料:

英国独立报(2018年4月24日),First genetically engineered coral created to help save reefs from climate change


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