《应用液体活检监测海洋沿海生态系统微生物多样性》

  • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
  • 编译者: liguiju
  • 发布时间:2022-07-30
  • 液体活检(LB)在生物医学领域迅速普及,其概念主要基于对循环游离DNA(ccfDNA)片段的检测,这些DNA片段大多是各种组织中细胞死亡后以自身或者一小部分来自外来(非自身)组织或生物的小片段的形式释放。可通过对ccfDNA的分析来评估生物体循环微生物组的生物多样性。然而,直到最近,这一概念还专门用于人类,并在较小程度上应用于其他脊椎动物。

    加拿大国家科学研究院(INRS)Armand-Frappier健康生物技术中心的研究人员利用LB的潜力来分析一种常见于亚南极Kerguelen群岛南部的贻贝类物种Aulacomya atra的ccfDNA。Kerguelen群岛是一组位于大高原顶部的岛屿,是由3500万年前的火山喷发而建造的。贻贝作为天然过滤器来捕获不同来源的环境DNA片段,以提供有关海洋沿海生态系统生物多样性的信息。

    研究人员使用体外实验系统发现海水中的DNA片段会迅速被贻贝吸收并进入血淋巴隔室。贻贝的血淋巴含有大小差异很大的DNA片段,范围从1到5kb。鸟枪法测序表明,贻贝的血淋巴ccfDNA包含自身和非自身来源的DNA片段,包括共生细菌以及来自寒冷火山海洋沿海生态系统典型生物群落的DNA片段。血淋巴ccfDNA还包含源自具有不同宿主范围的病毒的病毒序列。研究人员还发现了来自其他动物的DNA片段,例如硬骨鱼、海葵、藻类和昆虫。研究表明:应用于贻贝的LB概念提供了关于海洋沿海生态系统微生物多样性的丰富,LB的概念可以成功地应用于海洋无脊椎动物,以获取海洋生态系统中丰富的基因组库。该项工作成果发表于《自然》(nature)杂志上。(李亚清 编译)

  • 原文来源:https://www.nature.com/articles/s43705-022-00145-0
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    • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者:liguiju
    • 发布时间:2022-05-13
    • 加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋研究所、J. Craig Venter研究所(JCVI)和美国国家海洋和大气管理局(NOAA)的科学家使用遗传学研究工具来评估加利福尼亚海岸附近海洋生物的多样性。 结果是一项突破性技术,研究人员将能够使用该技术来诊断海洋食物网底部的状况,这些状况会影响商业上重要鱼类的丰度或造成有害的藻类大量繁殖。通过一种称为“元编码”的方法所收集的信息中,科学家们还可以使用所谓的环境DNA(eDNA)来评估海洋如何有效地保护地球免受气候变化的影响。 该团队于5月4日在《自然通讯》(Nature Communications)杂志上报告了这一发现。这项工作由美国国家科学基金会(通过加州当前生态系统长期生态研究项目)、NOAA以及戈登和贝蒂摩尔基金会资助。 评估海洋微生物组的新方法——生活在特定栖息地的微观植物、动物和其他生物的集合——极大地提高了科学家对海洋进行诊断的能力。在这项研究中,研究人员能够利用遗传信息来确定支配加州海岸外表层水域中的海洋生物数量及其分布的最重要因素。他们发现,营养供应对加州海流中微生物生命的影响甚至超过了温度。这一结论是使用传统手段无法得出的。 研究人员将这一过程比作扫描杂货店中所有产品的条形码以获得它们的库存。他们在2014年启动了这项名为NOAA CalCOFI海洋基因组学项目(NCOG)的工作,从标志性的CalCOFI调查的巡航中收集的水样开始。用瓶子收集的样品经过过滤后冷冻并带回实验室。然后,科学家们按照商业DNA测试公司识别人的基因图谱的方式,对他们在这些样本中发现的所有DNA进行分析,识别样本中所有的微生物。他们还估计了样品中所有被识别的物种的标本数量。 该方法是对传统技术的一种改进,如光镜技术,它可以捕捉到海水中常见的哨兵物种,或对大量指标的测量,如水中的叶绿素。这些方法只是提供了什么生物生活在哪里的大体信息,而“元编码”可以更精确地识别物种,并获得更多数据。 CalCOFI在二战后不久启动,旨在帮助了解导致西海岸沙丁鱼种群突然崩溃的原因。该计划要求每季度在沿海的一系列站点进行巡航。在这些位置,科学家们重复开展一系列揭示生态条件的物理和生物地球化学测量。通过调查,科学家收集了世界上独有的海洋环境历史数据。(李桂菊 编译)
  • 《英国国家海洋中心:对生物多样性的新见解有助保护海洋生态系统免受人类活动影响》

    • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者:mall
    • 发布时间:2018-03-23
    • 科学家们认为,对海底死火山周围生物模式的新见解可为保护海洋生态系统免受人类活动(如拖网捕捞、深海采矿等)的影响提供信息。该结果已于《自然科学报告》(Nature Scientific Reports)发表,提出海洋生物群落的结构取决于海底深度和小尺度特征。 英国国家海洋中心(NOC)和南安普敦大学的博士生Lissette Victorero说:“文章中使用的研究方法之前主要用于调查陆地生态系统。然而,我发现这种方法可以确定海山上独特的生物群落,进而明确需要保护的区域。因此,这可以成为保护和管理海洋生态系统的有力工具,比如监测拖网和未来采矿对深海生物多样性的影响。” 深海死火山或海山是生物多样性的热点地区,拥有大量的珊瑚、海绵群落以及丰富的鱼类。这项研究使用水下机器人(ROV)收集了深达3公里的视频。研究人员通过视频资料确定了赤道-大西洋海域安南海山表面的生物数量超过3万种,其中包括壮观的冷水珊瑚群。 科学家们利用统计模型来区分生物群落变化的结构和驱动这些模式的原因。他们发现,生物群落结构受到海底小尺度变化的控制,海洋生物群落之间的主要区别在于物种的种类,而非数量。因此,任何改变海底的人类活动,如深海采矿等,都可能对海山周围的海洋生物群落产生巨大影响。“我对这个结果感到特别兴奋,因为海山的研究实在太少了,现在我们可以调查这些模式是否适用于其他海山和地区,并继续在当地和区域性的深海生物多样性模式间形成联系。”Lissette继续说道。 研究人员还发现,动物会集中聚集在某些地区,或者作为一个物种的群集,或者作为不同物种的密集群体。这些发现可以为防止人类活动破坏重要海洋生物群落提供有力证据。 (刘雪雁 编译) 原文链接:https://www.nature.com/articles/s41598-018-22296-8