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珊瑚礁白化

Lead Image©Whitcomberd / Adobe Stock

全球变暖正在杀死世界上的珊瑚礁,但是CRISPR也许能给我们一个拯救他们的办法。

科学家们已经发现了一种基因,这种基因在珊瑚抵御水温上升的能力中起着重要作用——利用这种基因编辑技术,我们可能能够在未来用它来设计抵御全球变暖的珊瑚礁。

珊瑚白化的威胁

珊瑚礁就像海上的大都市近25%所有的海洋生物生活在珊瑚礁中,尽管他们覆盖不到1%的海底。他们非常重要对人类也一样,保护海岸线,创造渔业,作为食物来源。

但这些宝贵的生态系统正在迅速消失。自1980年代以来,珊瑚礁已经减少了30 - 50%;一些科学家担心,到2050年,这一数字可能达到90%。

全球变暖是造成这种死亡的主要原因。

当水温过高时,珊瑚就会受到压力,驱逐给它们带来鲜艳颜色的藻类。

这个过程被称为白化,使珊瑚礁的外观变成白色——无法繁殖,更容易生病和死亡。

但一些珊瑚比其他珊瑚更不容易白化,一项新的CRISPR研究发现了一个可以解释这一现象的基因。

CRISPR会珊瑚卵

这种基因被称为热休克因子1 (HSF1)。之前的研究将其与耐热能力联系起来,但从未在珊瑚中进行过研究。

来自斯坦福大学、澳大利亚海洋科学研究所(AIMS)和昆士兰科技大学(QUT)的研究人员决定改变这一现状。

他们开发了一种CRISPR技术,可以对珊瑚的基因组进行精确编辑,然后用它从受精卵中去除HSF1基因。

自然资源保护主义者可以找到并种植具有高耐热基因的珊瑚。

当他们在不同温度的水中比较经过编辑的和未编辑的卵时,没有携带该基因的珊瑚在93华氏度(约摄氏40度)死亡,但携带该基因的卵存活了下来。

QUT研究人员迪米特里·佩兰说:“这一结果显示了HSF1在珊瑚应对温度上升方面发挥的关键作用。在新闻发布会上说的

拯救珊瑚礁

自然资源保护主义者可以发现,HSF1和珊瑚耐热性之间的联系可能有助于拯救珊瑚礁珊瑚例如,用天然的高耐热基因,把它们种植在珊瑚礁修复中。

研究人员的CRISPR技术也可以用于识别其他重要基因。

斯坦福大学研究人员菲利普·克利夫斯说:“从珊瑚中移除基因将使我们能够对基因在珊瑚中的作用进行分类。告诉未来的人类。“这些基本知识将帮助我们了解珊瑚在气候变化中生存的倾向,以及相关的生物机制。”

珊瑚礁白化

将CRISPR工具注入受精卵中。资料来源:菲利普·克利夫斯/卡内基科学研究所

自然选择最终会青睐耐热珊瑚,但升温的速度和珊瑚礁恢复的缓慢速度可能意味着进化太慢,无法拯救我们的珊瑚礁。

这项技术也可以用于基因工程中抗暖珊瑚——这是克利夫斯的团队不感兴趣的,但却可以其他组已经探索。

海伦·福克斯(Helen Fox)是珊瑚礁联盟(Coral Reef Alliance)的保护科学主管,她没有参与这项研究。她告诉《未来人类》(Future Human)杂志,将人造珊瑚释放到野外是非常危险的。

“自然确实是不可预测的,”她说,“人类过多的干预可能会导致意想不到的后果。”

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