生命科學

阻止珊瑚滅絕─解析珊瑚共生藻基因體
國立臺灣大學生命科學系助教范姜文榮

編譯來源：《Draft Assembly of the Symbiodinium minutum Nuclear Genome》

隨著地球的溫暖化、海水酸化等因素，使珊瑚礁面臨危機，已有研究報告指出地球三分之一的珊瑚礁已漸漸消失，許多國家的政府單位全力進行防止地球暖化與珊瑚礁保護的工作。(圖片來源：維基百科)

日本沖繩科學技術研究所、日本國立遺傳學研究所、日本國立生物資訊學研究所及東京大學醫學基因科學系等研究團隊，首次成功解析出與珊瑚共生的蟲黃藻¹基因體，該研究團隊先前已於2011年率先成功解析珊瑚基因體，因此獲得宿主─珊瑚與共生者─蟲黃藻兩者的基因體資訊。透過基因體的遺傳資訊，將對進一步解析珊瑚與蟲黃藻間的共生關係有重要的幫助。

珊瑚礁與熱帶雨林並列為生物多樣性最豐富的地區，另因與漁業及觀光有關聯，使珊瑚礁也成為經濟上非常重要的場所。但是隨著地球的溫暖化、海水酸化等因素，使珊瑚礁面臨危機，已有研究報告指出全部地球的1/3珊瑚礁已漸漸消失，許多國家的政府單位全力進行防止地球暖化與珊瑚礁保護的工作。

為了保護珊瑚礁，有必要理解製造珊瑚礁的主角─珊瑚的生物特性，造礁珊瑚雖與水母、海葵等同樣是刺絲胞動物，但是造礁珊瑚具備其他刺絲胞動物少有的2個重要特徵：其一是造礁珊瑚與屬於渦鞭毛藻的蟲黃藻維持細胞內共生關係，因此可自蟲黃藻獲取營養物質而存活。另一特徵是具有利用二氧化碳製造碳酸鈣骨骼、形成珊瑚礁的能力。造礁珊瑚與蟲黃藻之間具有絕對的共生關係，如果發生蟲黃藻離開珊瑚或在珊瑚內死亡的情況，就會造成珊瑚白化現象，狀況嚴重時會影響珊瑚生存甚至死亡，因此有必要理解下列問題：珊瑚與蟲黃藻是如何維持其共生關係？為何海水溫上升等刺激會造成共生關係的崩解？

共生細菌會保護宿主？
國立臺灣大學生命科學系助教范姜文榮

編譯來源：日本豐橋技術科學大學2013年7月9日發表《世界初、昆虫と融合した「用心棒バクテリア」を発見— キジラミ細胞内でしか生きられない共生細菌が、毒を合成して宿主を防衛 —》

共生在生物進化中扮演重要的角色。(圖片來源：flickr用戶rakfb)

聽到「共生」這個名詞，一般人可能會聯想到高人氣的小丑魚與海葵間的互利共生關係，海葵具有毒性的刺絲胞可以保護小丑魚來躲避天敵，而小丑魚則提供食物的碎屑給海葵進食。另外，也許有些人知道我們的細胞內，具有進行有氧呼吸所需的粒線體，科學家認為粒線體原本是與細菌相似的原核生物，在不知原因下進入真核細胞後，粒線體負責提供能量給細胞，而細胞提供粒線體所需的蛋白質及脂肪等。以上這些現象顯示共生在生物進化中扮演重要的角色。

由日本豐橋技術科技大學為主，並與理化學研究所、東京大學、瑞士與德國的大學等所組成的研究團隊，合作解析出生存於柑橘類的重要害蟲─柑桔木蝨¹內兩種共生細菌：韌皮部桿菌²與韌皮部桿菌新種³全部基因排列，並同時進行分子生物學、生化學、及藥理學的研究，結果發現前者是供應宿主必須胺基酸的營養共生體，後者則是會合成細胞毒素來保護宿主抵抗天敵的保衛共同體。先前所發現的共生細菌當中，從未具有防衛機能，這是首次發現生存細胞內的共生細菌，會合成毒性物質以保護宿主。