一些細胞類型代表瞭類似內胚層的細胞，因此可以闡明珊瑚如何與光合作用的藻類互動，以及白化是如何發生的。這些細胞系可用於珊瑚細胞研究的許多方面，包括珊瑚發育、珊瑚養殖以及氣候變化和污染的影響。
根據4月25日發表在《海洋生物技術》上的一項研究，日本的研究人員已經在一種珊瑚中建立瞭可持續的細胞系。科學傢們報告說，從Acropora tenuis中培養的8個細胞培養物中的7個已經持續增殖瞭10個月以上。
該研究的資深作者、沖繩科技大學研究生院海洋基因組學組長佐藤教授說：“為海洋生物，特別是珊瑚，建立穩定的細胞系在過去被證明是非常困難的。”這一成功可能被證明是深入瞭解這些極其重要的動物的生物學的一個關鍵時刻。
Acropora tenuis屬於Acroporidae傢族，是熱帶和亞熱帶珊瑚礁內最常見的珊瑚類型。這些石珊瑚是快速生長的，因此在珊瑚礁的結構形成中發揮著關鍵作用。然而，Acroporidae珊瑚特別容易受到海洋條件變化的影響，當溫度飆升或海洋酸化時，經常發生白化事件。佐藤教授解釋說，通過細胞系建立有關這些珊瑚的基本生物學知識，有朝一日可以幫助保護它們免受氣候變化的影響。
創建培養物
在這項研究中，佐藤教授與高知大學的Kaz Kawamura教授密切合作，後者是開發和維護海洋生物細胞培養的專傢。
由於成年珊瑚寄生著各種各樣的微觀海洋生物，該小組選擇嘗試用珊瑚幼蟲創建細胞系，以減少交叉污染的機會。使用幼蟲細胞的另一個好處是，它們比成年細胞更容易分裂，有可能使它們更容易培養。
研究人員在實驗室中使用珊瑚標本來分離卵子和精子，並使卵子受精。一旦珊瑚幼蟲發育，他們將幼蟲分離成單個細胞，並在培養皿中培養。
最初，培養嘗試以失敗告終。Kawamura教授說：“出現瞭小氣泡體，然後占據瞭培養皿的大部分。我們後來發現，這些是垂死的石珊瑚細胞的碎片。”在第二年，該小組發現，通過在細胞培養液中加入一種叫做漿蛋白的蛋白酶，就在培養的開始，他們可以阻止石珊瑚細胞死亡並保持它們的生長。
兩到三周後，幼蟲細胞發展成八種不同的細胞類型，它們在顏色、形態和基因活動方面都有所不同。八種中的七種繼續無限期地分裂，形成新的珊瑚細胞。
探索對珊瑚生存不可或缺的共生關系
這項研究最令人興奮的進展之一是，一些細胞系在形式和基因活動方面與內胚層細胞相似。內胚層是珊瑚卵受精後約一天形成的內層細胞。重要的是，正是內胚層的細胞納入瞭共生藻類，它們進行光合作用並提供養分以維持珊瑚。
澳大利亞詹姆斯·庫克大學的著名珊瑚生物學傢David Miller,教授說：“在這個時候，珊瑚生物學最迫切的需要是瞭解珊瑚動物與其光合共生體在細胞水平上的相互作用，以及這種關系在壓力下如何崩潰，導致珊瑚白化和死亡”，他沒有參與這項研究。
他繼續說："如果確認這些培養的細胞代表珊瑚內胚層，那麼就有可能對珊瑚/光合生物的相互作用進行詳細的分子分析--由此，在理解和預防珊瑚白化方面可望取得真正的進展。"
對於佐藤教授來說，他感興趣的是光合藻類細胞，它們幾乎和幼蟲細胞一樣大，最初是如何進入珊瑚的。佐藤教授說："藻類是在幼蟲首次發育後一周左右融入珊瑚細胞的，"。"但之前還沒有人在單細胞水平上觀察到這種內共生事件"。
珊瑚細胞研究的一個新時代
科學傢們還發現，珊瑚細胞系在用液氮冷凍，然後解凍後仍然是可行的。佐藤教授說：“這對於能夠成功地向全球的研究實驗室提供珊瑚細胞系至關重要。”使用這些細胞系對未來研究的影響是深遠的，從研究單個珊瑚細胞如何對污染或更高溫度做出反應，到研究珊瑚如何產生構建其骨架的碳酸鈣。
研究還可以進一步瞭解珊瑚如何發展，這可以提高我們養殖珊瑚的能力。在未來的研究中，該團隊希望建立具有克隆性的細胞系，這意味著培養物中的每個細胞在基因上都是相同的。
佐藤教授說：“這將使我們更清楚地瞭解我們到底在培養哪種珊瑚細胞類型，例如腸道類細胞或神經類細胞，通過觀察細胞中哪些基因被開啟和關閉。”
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