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他们从海蛎子身上发现生命奇迹

来源:青岛晚报
摘要:青岛人品尝过牡蛎的鲜美,可曾想过生长在礁石上的牡蛎生存的秘笈吗。昨天,记者从中科院海洋研究所了解到,该所联合华大基因、美国新泽西州立大学等多家单位完成的牡蛎对潮间带逆境适应机制的研究成果,在《自然》杂志网站上发表。该所研究员张国范带领的团队利用第二代测序技术,在短短四年间,不仅仅完成了牡蛎基因组序......

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  青岛人品尝过牡蛎的鲜美,可曾想过生长在礁石上的牡蛎生存的秘笈吗?昨天,记者从中科院海洋研究所了解到,该所联合华大基因、美国新泽西州立大学等多家单位完成的牡蛎对潮间带逆境适应机制的研究成果,在《自然》杂志网站上发表。该所研究员张国范带领的团队利用第二代测序技术,在短短四年间,不仅仅完成了牡蛎基因组序列图谱绘制,还探索到牡蛎在潮间带极端生活环境中的“生存智慧”。

  “长生不老”凭强大基因

  同样是贝类,扇贝、蛤蜊离开海水活不多长时间,可在海陆交界处的礁石、浅海泥沙中生长的牡蛎却能坚挺十几天,这究竟是为什么呢?此外除了南极洲,牡蛎身影遍布全球各地,能够适应潮间带从49℃到冰冻的温度变化,牡蛎到底练就了什么“神奇法术”?

  海洋所博士张琳琳告诉记者,在“解码”牡蛎基因的过程中,她发现牡蛎能“聪明”地调节自身来缓冲死亡。比如人体在一定缺氧状态下只能短暂生存,而牡蛎却能较长时间存活,她发现牡蛎在缺氧状态下会激活体内的“凋亡抑制蛋白”基因,牡蛎体中有48个基因编码“凋亡抑制蛋白”,相比之下,人体内只有8个这样的编码基因。更加神奇的是,潮落后牡蛎裸露在外时,其中有五个强悍的“凋亡抑制蛋白”基因马上“兴奋”起来,足能上调60多倍的抑制细胞凋亡,这也是牡蛎的一大“生存密码”。此外,研究人员还发现大量与免疫相关的基因在牡蛎消化道内非常活跃,这表明牡蛎等滤食动物的消化系统有着较强的抵抗外界病原体的能力。

  基因精细图谱绘制成功

  2008年11月,中科院海洋所正式启动国际上第一个水产养殖基因组计划牡蛎基因组测序项目,牡蛎基因组计划首席科学家、中科院海洋所研究员张国范和美国新泽西州立大学郭希明教授联合有关专家,组成一支以中科院海洋所为核心的国际牡蛎基因组研究团队。短短四年时间,在新一代测序技术下,中科院海洋研究所参与的高度复杂海洋无脊椎动物牡蛎的基因精细图谱绘制成功。

  据介绍,对于基因组测序来讲,牡蛎是一个全新的物种,项目启动时,科学家曾计划借鉴大熊猫的测序和拼接策略,但在具体实施过程中,发现牡蛎基因组测序的难度远超于以前测序的动物。后来科研人员及时调整思路,最终解决了难题,这也为高杂合度物种的基因组测序提供了全新的技术。

  张国范告诉记者,牡蛎的基因解码对于水产养殖也有一定意义,目前科研人员初步探索到一些牡蛎基因可能的功能,例如抗高温、抗低氧、抗低盐、耐干露等等,这些基因的发现会促进世界上的科研人员进行牡蛎抗逆育种研究。

  “吃”二氧化碳净化海水

  说到牡蛎对海洋的环保作用,张琳琳笑着说,牡蛎可是“全能选手”,不仅仅能吸收海中的二氧化碳,而且还能净化海水。她介绍说,由于牡蛎的贝壳含有碳酸钙,经过化学反应可以固化海中的二氧化碳,养殖的牡蛎每年可固化150余万吨的二氧化碳。

  新闻延伸

  我国有近20种牡蛎

  据了解,中国是牡蛎的故乡,分布有近20种牡蛎。作为一种重要的海洋生物资源,牡蛎在全球分布广泛,它也是海洋生态系统的重要成员,对海洋内湾和近海水域藻华的调控有重要作用。此外,牡蛎是海洋养殖年产量最大的类群,世界牡蛎年产量400多万吨,产值35亿美元,中国的牡蛎产量占全世界的3/4。而牡蛎基因组学研究,对于进一步理解以牡蛎为代表的潮间带海洋生物进化历程,对于探索在海洋酸化日益严重的情况下,海洋生物对逆境的适应机制,对于认识海洋基因资源利用潜力都有重要科学价值。 

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