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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 作者:姜唯
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。
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。
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。
心得:
這項研究的成功讓人不禁期待未來能重建一片珊瑚海的景象,將科技運用在環保方面去修復生態,也證明人類不只是環境的破壞者,也能運用新知去挽救生態,不過此篇環保也不忘呼籲唯有保護生態、減少破壞才是真正的解決辦法,如今日新月異的科技希望能廣泛運用在檢少污染的資源開發及保護生物、環境方面,並且教育人們正確的環保新知,使得科技與環保達到相輔相成的作用,才是人類及地球永續生存的辦法。
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