• 研究人员已经成功地在培养皿中培育出了石珊瑚(Acropora tenuis)的细胞

   

• 这些细胞系是从珊瑚幼虫中分离出来的，然后这些珊瑚幼虫发育成8种不同的细胞类型

   

• 八种细胞中有七种是稳定的，可以无限期生长，即使在冷冻后也能存活

   

• 其中一些细胞类型代表了类内胚层细胞，因此可以阐明珊瑚如何与光合作用的藻类相互作用，以及白化是如何发生的

   

• 这些细胞系可用于珊瑚细胞研究的许多领域，包括珊瑚发育、珊瑚养殖以及气候变化和污染的影响

根据今天发表在《海洋生物技术》上的一项研究，日本的研究人员已经在珊瑚中建立了可持续的细胞系。

科学家们报告说，在8个细胞培养中，有7个细胞从石质珊瑚(Acropora tenuis)中获得种子，并持续增殖超过10个月。

“在过去，为海洋生物特别是珊瑚建立稳定的细胞系被证明是非常困难的，”佐藤教授说，他是该研究的资深作者，也是冲绳科技研究生大学(OIST)海洋基因组组的负责人。“这一成功可能被证明是一个关键时刻，可以让我们更深入地了解这些极其重要的动物的生物学。”

细棘珊瑚属于棘珊瑚科，是热带和亚热带珊瑚礁中最常见的一种珊瑚。这些石珊瑚生长迅速，因此在珊瑚礁的结构形成中起着至关重要的作用。

然而，Acroporidae珊瑚特别容易受到海洋条件变化的影响，当温度飙升或海洋酸化时，通常会发生白化事件。佐藤教授解释说，通过细胞系建立关于这些珊瑚的基本生物学知识，有一天可以帮助保护它们免受气候变化的影响。

创造了文化 

在这项研究中，佐藤教授与高知大学的Kaz Kawamura教授密切合作，Kaz Kawamura教授是培养和维持海洋生物细胞培养的专家。

由于成年珊瑚寄生着各种各样的微型海洋生物，研究小组选择尝试从珊瑚幼虫中培育细胞系，以减少交叉污染的机会。使用幼虫细胞的另一个好处是它们比成年细胞更容易分裂，这可能使它们更容易培养。

研究人员在实验室中使用珊瑚标本分离卵子和精子，并使卵子受精。一旦珊瑚幼虫发育成熟，他们就把它们分成单独的细胞，在培养皿中培养。

最初，文化尝试以失败告终。“小气泡体出现后占据了培养皿的大部分，”Kaz Kawamura教授说。“我们后来发现，这些是正在死亡的石珊瑚细胞的碎片。”

第二年，研究小组发现，在细胞培养液中加入一种叫做纤溶酶的蛋白酶，就在培养的开始，他们可以阻止石珊瑚细胞死亡，并保持它们的生长。

2 - 3周后，幼虫细胞发育成8种不同的细胞类型，它们在颜色、形式和基因活性上都有所不同。其中7个继续无限地分裂，形成新的珊瑚细胞。

探索珊瑚生存不可或缺的共生关系 

这项研究最令人兴奋的进展之一是，一些细胞系在形态和基因活性上与内胚层细胞相似。内胚层是珊瑚卵受精后大约一天形成的内层细胞。

重要的是，正是内胚层的细胞吸收了共生藻类，进行光合作用并为珊瑚提供营养。

“在这个时间点上,珊瑚生物学是最迫切需要了解珊瑚动物及其光合共生有机体之间的相互作用在细胞水平,以及这种关系在压力下崩溃,导致珊瑚白化和死亡,”大卫·米勒教授说,珊瑚詹姆斯库克大学的生物学家,他没有参与这项研究。

他继续说:“在确认这些细胞在培养中代表珊瑚的内层之后，对珊瑚/光共生相互作用的详细分子分析将成为可能——从这一点上，人们有望在了解和防止珊瑚白化方面取得真正的进展。”

对于佐藤教授来说，他的兴趣在于几乎和幼虫一样大的光共生藻类细胞最初是如何进入珊瑚的。

佐藤教授说:“珊瑚幼体发育后约一个星期，藻类就会进入珊瑚细胞。”“但之前还没有人在单细胞水平上观察到这种内共生事件。”

珊瑚细胞研究的新时代 

科学家们还发现，这些珊瑚细胞系在用液氮冷冻然后解冻后仍能存活。佐藤教授说:“这对于能够成功地为全球各地的研究实验室提供珊瑚细胞系至关重要。”

未来使用这些细胞系进行研究的意义是深远的，从研究单个珊瑚细胞如何应对污染或更高的温度，到研究珊瑚如何产生构建其骨骼的碳酸钙。

研究还可以进一步了解珊瑚是如何生长的，从而提高我们养殖珊瑚的能力。

在未来的研究中，该团队希望建立克隆细胞系，这意味着培养中的每个细胞在基因上都是相同的。

佐藤教授说:“这将让我们更清楚地了解我们正在生长的珊瑚细胞类型，例如，通过观察细胞中哪些基因被开启或关闭，我们可以知道它们是肠样细胞还是神经样细胞。”

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