在過(guò)去的幾年里,我們已經(jīng)研究了各種旨在加強(qiáng)珊瑚生存能力的技術(shù)和研究項(xiàng)目。從在大型農(nóng)場(chǎng)里飼養(yǎng)“渦輪增壓”珊瑚寶寶,到使用水下?lián)P聲器吸引魚(yú)類(lèi)來(lái)幫助修復(fù)受損的珊瑚礁,再到使用漂浮薄膜來(lái)保護(hù)脆弱的種群,但所有這些都是為了解決同一個(gè)問(wèn)題,即所謂的珊瑚礁白化。
當(dāng)異常的海水溫度給生活在珊瑚組織中的藻類(lèi)造成壓力,導(dǎo)致它們離開(kāi),打破了為珊瑚提供必要的養(yǎng)分和藻類(lèi)提供生存和進(jìn)行光合作用的共生關(guān)系,就會(huì)出現(xiàn)這種情況。五彩斑斕的藻類(lèi)的離開(kāi),使珊瑚枯萎、發(fā)白,面臨死亡的危險(xiǎn)。
這項(xiàng)新研究由卡內(nèi)基科學(xué)研究所的科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo),試圖研究這一過(guò)程的基因基礎(chǔ)。該團(tuán)隊(duì)利用CRISPR/Cas9基因編輯工具分析了一種名為Aiptasia的??锓N,通過(guò)該工具,他們發(fā)現(xiàn)了一種名為熱休克因子(HSF1)的蛋白質(zhì),它能激活許多與熱應(yīng)激反應(yīng)有關(guān)的基因。
??枪夂显孱?lèi)的近親,被認(rèn)為是一個(gè)很好的研究模型,因此該團(tuán)隊(duì)將目光轉(zhuǎn)向了珊瑚物種Acropora millepora。同樣利用CRIPSR/Cas9,研究小組在珊瑚中編碼HSF1蛋白的基因中產(chǎn)生了突變。如果沒(méi)有這種蛋白,突變珊瑚在受到溫暖的水域時(shí)確實(shí)會(huì)更快地死亡。
這一發(fā)現(xiàn)不僅提高了我們對(duì)珊瑚為什么會(huì)以這種方式對(duì)異常海溫做出反應(yīng)的理解,而且為研究人員和保護(hù)主義者在面對(duì)海洋變暖時(shí)保護(hù)珊瑚的努力提供了一條新的途徑。
“我們的工作進(jìn)一步證明了CRISPR/Cas9如何用于闡明珊瑚生理學(xué)的各個(gè)方面,可以用來(lái)指導(dǎo)保護(hù)工作,”領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的Phillip Cleves說(shuō)?!斑@次我們專(zhuān)注于一個(gè)特殊的耐熱基因,但為了真正了解珊瑚生物學(xué),并將這些知識(shí)應(yīng)用于保護(hù)這些重要的社區(qū),還有很多機(jī)制需要揭示。”
兩篇詳細(xì)介紹研究的論文發(fā)表在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》(1)(2)雜志上。