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陳加偉
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科學家首次成功基因編輯 催生抗白化「超級珊瑚」

2018年05月17日 環境資訊中心   鄒敏惠

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，保育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，來減緩氣候暖化。

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。

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暖化的基因。

「我們希望未來使用CRISPR-Cas9的實驗將幫助我們更深入了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，未來氣候變遷造成的後果，」本研究第一作者、遺傳學家克里夫（Phillip Cleve）解釋說。

條件難！ 基因編輯首次成功應用於珊瑚

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。牠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，但克里夫與一群了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 the National 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、使牠們更耐熱的可能性。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了解這些生物的運作機制，以及牠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，可以增強牠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。