科學家首次成功基因編輯 催生抗白化「超級珊瑚」

文:姜唯編譯

科學家首次成功基因編輯 催生抗白化“超級珊瑚”

全球珊瑚面臨生存危機。圖為澎湖東嶼坪的珊瑚。圖片來源:本報資料照片。

美國史丹佛大學的研究團隊成功修改了珊瑚基因,期待未來應用於珊瑚保育。這是第一次研究人員成功用一種叫做”CRISPR-Cas9”的特殊工具來編輯珊瑚基因。

儘管科學家強調,實現經遺傳強化的”超級珊瑚”還有很長一段路要走,但這項工作仍被認為很有機會保護珊瑚。不過也有科學家認為,保護重點仍應在於珊瑚的棲地,因此還是必須透過減少溫室氣體排放量,來減緩氣候變暖。

未來,科學家希望能夠找出珊瑚生存相關的基因,尤其是能幫助珊瑚挺過大規模致死性變暖的基因。

“我們希望未來使用CRISPR-Cas9的實驗將幫助我們更深入瞭解珊瑚的基礎生物學,接著我們可以將其應用於預測,甚至可能改善,未來氣候變化造成的後果,”本研究第一作者、遺傳學家克里夫(Phillip Cleve)解釋說。

CRISPR-Cas9近年來已成為生物學家首選的基因編輯工具,但由於珊瑚繁殖方式特殊,很難應用於珊瑚上。

珊瑚每年只在滿月時繁殖一到兩次。它們將大量的卵子和精子排入海洋,讓精卵彼此自由混合配對。科學家只有在卵子和精子初相遇、新形成的胚胎開始分裂前這一段短短的時間內,能夠編輯基因。

從海中取回新受精的珊瑚蟲卵很困難,但克里夫與一群瞭解珊瑚繁殖節奏的澳洲珊瑚礁專家合作。他們成功取得足夠的樣本進行實驗,並在一項原理驗證研究中修改了三個基因,希望能幫助科學家認識和更有效保護珊瑚。

他們的研究結果發表在《美國國家科學院院刊》(Proceedings of theNational Academy of Sciences)上。

幫助珊瑚抗暖 “輔助演化”的N種方式

2016年熱浪導致珊瑚白化,摧毀了近1/3的大堡礁珊瑚。這個研究成果可說來的正是時候。

澳洲研究人員已經研究過”輔助演化”的可行性,即雜交或選擇性育種以產生能耐高溫度的菌株。也有研究探討對珊瑚共生藻進行基因工程、使它們更耐熱的可能性。然而,未參與這項研究的南安普敦大學珊瑚專家魏德曼(Jorg Wiedenmann)認為,我們距離創造出能夠改變珊瑚礁命運的”超級珊瑚”還非常遙遠。

克里夫坦言的確如此,目前將遺傳技術應用於珊瑚的目標是瞭解這些生物的運作機制,以及它們為什麼以某種方式應對氣候變遷。

“也許珊瑚中有天然的基因變體,可以增強它們在溫暖水域中生存的能力;我們希望知道這一點,”克里夫解釋,目前珊瑚研究的現況是把所有可能的武器拿出來盤點。

魏德曼說,雖然基因編輯可能是一個非常有用的工具,但在珊瑚保育工作上,科學家們不應見樹不見林。 “我們必須把重點放在保護珊瑚礁棲地上,這必須透過減少溫室氣體排放量減緩氣候暖化,並在地方規模上照顧珊瑚礁。”魏德曼說。

參考資料:

英國獨立報(2018年4月24日),First genetically engineered coral created to help save reefs from climate change


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