海绵存储动物 DNA

来源: 中国科学报 / 作者: 2019-06-06
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就像人类会把 DNA 留在自己居住的地方,水栖动物也能把 DNA 留在水里。在近日发表于《当代生物学》的一篇论文中,科学家报告说,海绵每天可以过滤 1 万升水,因此会在它们的组织中捕捉到其他动物的 DNA。研究人员在南极和地中海的海绵中发现了鱼类、海豹和企鹅的 DNA,证明海绵可以用来监测生物多样性。

“海绵是理想的采样单位,因为你可以在任何地方、任何水生栖息地 (包括淡水) 找到它们。”英国索尔福德大学海洋生态学家、遗传学家 Stefano Mariani 说,“此外,它们并不是非常挑剔的滤食动物,它们不会逃跑,也不会因为取样而受伤——你只需要抓一块,它们就能很好地再生。”

此外,研究人员还发现,海绵自身 DNA 并不影响识别其他物种 DNA。相反,他们发现,通过使用一种特定的 DNA“引物”,即探测特定生物体 DNA 的短序列核酸,他们可以选择性地放大脊椎动物的 DNA,同时避免放大海绵 DNA。

利用这个过程,Mariani 团队识别出 31 个分类单元。大多数被鉴定出的物种是鱼类,但研究人员在南极洲的一块海绵样本中发现了威德尔海豹和帽带企鹅的 DNA。该样本后来被确认来自企鹅繁殖地的近海。

“这是一个非常令人兴奋的发现,也很有意义。”Mariani 说,“因为企鹅会花费很多时间在水里进进出出,吃东西、游泳和排便。”

目前,科学家正在开发具有大规模水采样能力的机器,以便从水中提取 DNA,但研究人员也认为,使用这个 “自然取样器” 可能同样有效。由于在水中发现的 DNA 被极度稀释,因此需要经过广泛的过滤,但过滤会带来 DNA 污染的危险。此外,保存水样有降解 DNA 的风险。然而,海绵组织已经过滤掉水,大大减少了处理时间和污染风险。

此外,人们将机器引入某些地区可能不可行,而且可能对脆弱的生态系统造成破坏。“如果你想研究莫桑比克红树林中的濒危锯鳐或海牛,你不能带着大型机器人去那里,必须使用一种低技术含量的方法。”Mariani 说。(唐一尘)

相关论文信息:DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2019.04.031

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