珊瑚生物学研究新纪元：科学家培育出首个稳定的珊瑚细胞系
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在天然海洋环境中生长并转移到水族箱中以诱导产卵的 Acropora tenuis 菌落。来源：OIST
培养珊瑚细胞的能力可能会开启珊瑚生物学研究的新时代。
- 研究人员已成功在培养皿中培养出石珊瑚 Acropora tenuis 的细胞
- 这些细胞系是通过从珊瑚幼虫中分离出细胞来创建的，然后发育成八种不同的细胞类型
- 八种细胞类型中有七种是稳定的，可以无限生长，即使在冷冻后也能保持活力
- 一些细胞类型代表内胚层样细胞，因此可以阐明珊瑚如何与光合作用藻类相互作用以及如何发生白化
- 这些细胞系可用于珊瑚细胞研究的许多途径，包括珊瑚发育、珊瑚养殖以及气候变化和污染的影响
根据（2021 年 4 月 25 日）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，从石珊瑚 Acropora tenuis中播种的 8 种细胞培养物中有 7 种已经持续增殖超过 10 个月。
“过去证明，为海洋生物特别是珊瑚建立稳定的细胞系非常困难，”该研究的资深作者、冲绳科学技术研究生院 (OIST) 海洋基因组学部门负责人 Satoh 教授说. “这一成功可能被证明是更深入地了解这些至关重要的动物生物学的关键时刻。”
Acropora tenuis 属于 Acroporidae 科，是热带和亚热带珊瑚礁中最常见的珊瑚类型。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，它们通常会发生白化事件。Satoh教授解释说，通过细胞系建立有关这些珊瑚基本生物学的知识有朝一日可以帮助保护它们免受气候变化的影响。
创造文化
我想我是没说清楚，自来水中，自来水厂的自来水中芽孢杆菌、短杆菌属、类芽孢杆菌属、短短芽孢杆菌属及纺锤形赖氨酸芽孢杆菌等，一般是怎么杀灭他们的？
在这项研究中，佐藤教授与高知大学的 Kaz Kawamura 教授密切合作，后者是开发和维持海洋生物细胞培养物的专家。
由于成年珊瑚拥有各种各样的微型海洋生物，该小组选择尝试从珊瑚幼虫中创建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体细胞更容易分裂，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，他们将幼虫分成单个细胞并在培养皿中培养。
显微镜图像显示了研究中建立的三种细胞系，颜色和形式各不相同。来源：OIST
最初，文化尝试以失败告终。“小气泡体出现，然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垂死的石珊瑚细胞的碎片。”
在第二年，该小组发现，通过在细胞培养基中添加一种称为纤溶酶的蛋白酶，就在培养开始时，他们可以阻止石珊瑚细胞死亡并保持它们的生长。
两到三周后，幼虫细胞发育成八种不同的细胞类型，它们的颜色、形状和基因活性各不相同。八个中有七个继续无限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步之一是一些细胞系在形式和基因活性上与内胚层细胞相似。内胚层是珊瑚卵受精后约一天形成的细胞内层。
重要的是，内胚层中的细胞结合了共生藻类，它们进行光合作用并提供养分来维持珊瑚的生存。
珊瑚是最简单的动物之一，在胚胎发育早期只形成两层细胞（称为胚层）——内层，内胚层和外层，外胚层。每个生殖细胞层最终都会发育成不同类型的细胞，包括消化细胞、肌肉样细胞、神经样细胞和刺细胞（刺细胞），但每种细胞类型在发育过程中是如何形成的仍然需要研究。来源：OIST
“目前，珊瑚生物学最迫切需要了解珊瑚动物与其光合共生体在细胞水平上的相互作用，以及这种关系如何在压力下崩溃，导致珊瑚白化和死亡，”教授说澳大利亚詹姆斯库克大学的首席珊瑚生物学家大卫米勒没有参与这项研究。
他继续说：“在确认培养中的这些细胞代表珊瑚内胚层的情况下，对珊瑚/光共生相互作用的详细分子分析将成为可能——由此，可以预期在理解和防止珊瑚白化方面取得真正的进展。”
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对于 Satoh 教授来说，他的兴趣在于光共生藻类细胞（几乎与幼虫细胞一样大）最初是如何进入珊瑚的。
“在幼虫第一次发育后一周左右，藻类被整合到珊瑚细胞中，”佐藤教授说。“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，珊瑚细胞系在用液氮冷冻然后解冻后仍然可以存活。“这对于能够成功地向全球研究实验室提供珊瑚细胞系至关重要，”佐藤教授说。
使用这些细胞系对未来研究的影响是深远的，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成其骨骼的碳酸钙。
研究还可以进一步深入了解珊瑚的发育过程，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，这意味着培养物中的每个细胞在基因上都是相同的。
“这将使我们更清楚地了解我们正在生长的珊瑚细胞类型，例如肠道样细胞或神经样细胞，通过观察细胞中哪些基因被打开和关闭，”佐藤教授说。