新技术可以帮助科学家避免珊瑚礁崩溃

在一些生物魔法中，一些像水母一样的微小生物在亿万年前就学会了如何将海水编织成持久的、维持生命的岩石珊瑚礁，从而提供数十亿美元的经济效益。

但魔力正在消退。面对海洋变暖和酸化，珊瑚骨骼面临溶解的风险。科学家们正在竞相开发避免崩溃的方法。但由于在实验室中研究脆弱的珊瑚虫存在困难，他们的努力受到了阻碍。

为了帮助珊瑚虫应对这些威胁，佛罗里达大学的科学家们在一种常见的、柔软的海葵中重现了珊瑚骨骼形成过程的第一阶段。该技术将这种软体生物转变为完美的实验室模型，用于研究珊瑚骨骼和开发在不断变化的气候下支持珊瑚虫的方法。

“整个生态系统正在消亡。你可以随心所欲地聆听死亡的声音，但你要做什么来修复它呢?”佛罗里达大学惠特尼海洋生物科学实验室主任、该研究的指导研究员马克·马丁代尔博士说。“为了做到这一点，你需要了解问题是什么。你需要一个实验系统来做到这一点。现在我们有了这个系统。”

虽然珊瑚虫不愿意在实验室中生长，但海葵Nematostellavectensis却很容易处理。它是水母和珊瑚家族中第一个进行基因组测序的。删除或编辑其基因或添加到其基因组中非常简单。它具有研究珊瑚骨骼的伟大系统的所有特征，除了它不产生任何骨骼这一事实。

因此，马丁代尔实验室提出了一个显而易见的问题：我们能否让线虫像珊瑚虫一样将海水转化为岩石?如果是这样，海葵可以提供一种测试野生珊瑚修复方法的方法。

为了找到答案，科学家们向线虫胚胎注射了来自石珊瑚Stylophorapistillata的基因，这种基因可以帮助动物集中钙，最终形成骨骼。在软体海葵中，科学家们发现珊瑚蛋白会聚集钙，其他方面的作用与石珊瑚中的一样。

该实验室的研究员、该论文的第一作者布伦特·福斯特(BrentFoster)表示，展望未来，科学家们可以改变这个基因和其他参与珊瑚骨骼生产的基因，调整他们的方式来创造具有气候适应能力的珊瑚虫。

该图像中的红色荧光显示软体海葵表达石珊瑚骨架，产生蛋白质，这表明海葵可以成为这一重要过程的良好模型系统。图片来源：布伦特·福斯特

海葵也可用于研究其他硬结构，甚至牙釉质。这些过程都属于生物矿化的范畴，其中生物利用钙等矿物质创造坚硬的结构。

“下一步是了解细胞如何调节促进生物矿化的微环境，”马丁代尔实验室的博士后研究员、该报告的合著者FedericaScucchia说。

惠特尼实验室团队与法国蒙彼利埃人类遗传学研究所、康奈尔大学和卡迪夫大学的科学家合作完成了这项研究。

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