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【國立環境研究所】開啟未來的生物遺傳訊息
[2012.10.16] 其它語言:ENGLISH | 日本語 | 简体字 | FRANÇAIS | ESPAÑOL | Русский |

國立環境研究所(位於茨城縣筑波市)冷凍保存了許多用作生物標本的瀕危物種臟器和身體組織、生殖細胞等標本,可以說是歷史生物的“時間膠囊”。據說它們將用於研究物種滅絕的原因及探索傳染病的對策。

通過在棲息區域內外的活動來保護生物物種

地球上許多生物都瀕臨著滅絕的危機。去年在越​​南,僅存於世的最後一頭爪哇犀牛被獵殺;不久前,澳洲將無尾熊列入了瀕危物種;在日本,日本狼等生物也已消失,環境省警告稱目前有1,500種生物處在滅絕的邊緣。

國立環境研究所正著手建立生物標本資料庫

即使聽聞越南爪哇犀牛已經滅絕的消息,或許我們依然無法想像這將對自己產生怎樣的影響。可是,地球上的生物都生活在龐大的食物鏈中。無論是在原始密林深處飛翔的鳥兒,還是在北冰洋遨遊的小魚,都憑藉其他生物保持著聯繫,只要一個物種消失,某些地方的平衡就會崩潰。儘管自然界中也存在淘汰現象,但這不能通過亂捕、濫伐等人類活動來實現。

致力於野生動物保護活動的國立環境研究所研究員大沼學表示:“保護生物物種,重要的是均衡兼顧在其棲息區域內外兩方面開展的活動。”

“比如,在保護朱鹮方面,除了改善最後一批野生朱鹮曾經棲息過的佐渡島的自然環境,恢復其“故土”的面貌外,環境省還主導推進了繁殖中國贈送的朱鹮活動。正因為在棲息區域內外都採取了行動,所以現在每年都有許多朱鹮被放飛回歸到自然界。”

利用“環境標本時間膠囊”探明滅絕原因

致力於保存瀕危物種細胞和遺傳基因的大沼研究員

大沼先生的研究課題是如何保存瀕危野生動物物種的細胞和遺傳基因,它屬於棲息區域外的活動。

在全國多所研究機構、大學和NPO法人等單位的協助下,從2004年起,國立環境研究所在檢查確認有無傳染病後,開始接收已死亡的野生動物。據說,它們當中有的是剛剛遭遇了交通事故的完整個體,也有的是已死亡一段時間且部分身體已經缺失。如果大腦和肺等主要臟器處於可以整體摘除的狀態,那就將它們作為臟器標本予以保留,而皮膚和肌肉組織則用於細胞培養。

“即使動物個體已經死亡,但只要細胞還活著,就可以進行培養,因此可以保留遺傳訊息。過去的研究表明,鳥類大約在死後3週內,哺乳類大約在死後1週內,仍可進行細胞培養。即使看上去已經開始腐爛,但細胞還是活的。我們也曾對此感到非常驚訝。”

即使個體已死亡,但細胞還活著!

保存生物標本時使用的,是被稱為“環境標本時間膠囊”的巨型金屬罐。內部通過液氮將溫度維持在零下150-160度,盡可能減少與外界的接觸以避免標本變質。據說,使用這種技術,標本的保存時間可達50-100年。

保存的標本主要用於生理學研究。與家畜相比,野生動物的生理學研究要困難得多。稀有物種的研究更是近乎於空白領域。然而,只要擁有活細胞標本,就可以在細胞和遺傳基因層面開展研究。

比如,針對某種病毒,只要明確了“擁有這種基因的物種致死率高”“擁有這種基因的物種雖易感染,但不會死亡”等問題,或將有助於確定病毒的傳染途徑和製藥研究。或許在已滅絕物種或瀕危物種的細胞中,可以發現線索,弄清個體數量減少的原因。進而在未來發現未知病毒或傳染病時,還可以開展回溯研究。

據說,國立環境研究所最近將公開其保有的生物標本資料庫。“通過與外部的研究人員共享訊息,或許會產生利用生物標本從事新研究的靈感”,大沼先生對此寄予極大的期待。

已有3萬多份標本“進入時間膠囊”

收集的標本將有助於保護生物物種的研究

大沼先生曾在馬來西亞的紅毛猩猩康復中心工作過。照顧因人類活動而受傷的紅毛猩猩,並將其放歸自然的工作確實很有意義,但也有許多個體是想盡一切辦法也無法挽救的。正當他在思考這些生命能否發揮一些作用時,了解到美國聖地亞哥動物園一直在進行動物組織和細胞冷凍保存工作的消息。

“挽救眼前的個體固然重要,但我認為通過保存、研究遺傳訊息或許能保護更多的個體及其物種。美國還在開展利用生物標本培育iPS細胞和選殖的研究。現在,我們研究所希望通過這樣的研究,利用分析基因組和研究禽流感等傳染病而收集的標本,為保護瀕危物種貢獻一份力量。”

自2004年開始啟用環境標本時間膠囊以來,3萬多份標本已存滿了5個金屬罐。預計現有設施還可以維持今後20年左右的生物標本收集工作。

這裏還存放著日本原產的最後兩隻朱鹮Kin和Midori的細胞。雖然日本的朱鹮已經滅絕,但其細胞依然活著。而且,這些冷凍保存的標本今後或許會以某種形式為保護地球環境貢獻力量。零下150度的時間膠囊中,洋溢著生命的熾熱氣息。

國立環境研究所的“環境標本時間膠囊”

通過皮膚培養出的細胞(右側為山原水雞,左側為朱鹮)(國立環境研究所提供)

山原水雞的細胞增殖情況:開始培養細胞是在該個體死後的第5天。使用死亡個體的皮膚和肌肉組織培養細胞,這些細胞可以用於各種研究活動(國立環境研究所提供)

 

採訪、撰文:林愛子
攝影:HANS SAUTTER

  • [2012.10.16]
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