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【国立环境研究所】开启未来的生物遗传信息
[2012.10.16] 其它語言 : ENGLISH | 日本語 | 繁體字 | FRANÇAIS | ESPAÑOL | Русский |

国立环境研究所(位于茨城县筑波市)冷冻保存了许多用作生物标本的濒危物种脏器和身体组织、生殖细胞等标本,可以说是历史生物的“时间胶囊”。据说它们将用于研究物种灭绝的原因及探索传染病的对策。

通过在栖息区域内外的活动来保护生物物种

地球上许多生物都濒临着灭绝的危机。去年在越南,仅存于世的最后一头爪哇犀被猎杀;不久前,澳大利亚将树袋熊列入了濒危物种;在日本,日本狼等生物也已消失,环境省警告称目前有1500种生物处在灭绝的边缘。

国立环境研究所正着手建立生物标本数据库

即使听闻越南爪哇犀已经灭绝的消息,或许我们依然无法想象这将对自己产生怎样的影响。可是,地球上的生物都生活在庞大的食物链中。无论是在原始密林深处飞翔的鸟儿,还是在北冰洋遨游的小鱼,都凭借其他生物保持着联系,只要一个物种消失,某些地方的平衡就会崩溃。尽管自然界中也存在淘汰现象,但这不能通过乱捕、滥伐等人类活动来实现。

致力于野生动物保护活动的国立环境研究所研究员大沼学表示:“保护生物物种,重要的是均衡兼顾在其栖息区域内外两方面开展的活动。”

“比如,在保护朱鹮方面,除了改善最后一批野生朱鹮曾经栖息过的佐渡岛的自然环境,恢复其‘故土’的面貌外,环境省还主导推进了繁殖中国赠送的朱鹮活动。正因为在栖息区域内外都采取了行动,所以现在每年都有许多朱鹮被放飞回归到自然界。”

利用“环境标本时间胶囊”探明灭绝原因

致力于保存濒危物种细胞和遗传基因的大沼研究员

大沼先生的研究课题是如何保存濒危野生动物物种的细胞和遗传基因,它属于栖息区域外的活动。

在全国多所研究机构、大学和NPO法人等单位的协助下,从2004年起,国立环境研究所在检查确认有无传染病后,开始接收已死亡的野生动物。据说,它们当中有的是刚刚遭遇了交通事故的完整个体,也有的是已死亡一段时间且部分身体已经缺失。如果大脑和肺等主要脏器处于可以整体摘除的状态,那就将它们作为脏器标本予以保留,而皮肤和肌肉组织则用于细胞培养。

“即使动物个体已经死亡,但只要细胞还活着,就可以进行培养,因此可以保留遗传信息。过去的研究表明,鸟类大约在死后3周内,哺乳类大约在死后1周内,仍可进行细胞培养。即使看上去已经开始腐烂,但细胞还是活的。我们也曾对此感到非常惊讶。”

即使个体已死亡,但细胞还活着!

保存生物标本时使用的,是被称为“环境标本时间胶囊”的巨型金属罐。内部通过液氮将温度维持在零下150-160度,尽可能减少与外界的接触以避免标本变质。据说,使用这种技术,标本的保存时间可达50-100年。

保存的标本主要用于生理学研究。与家畜相比,野生动物的生理学研究要困难得多。稀有物种的研究更是近乎于空白领域。然而,只要拥有活细胞标本,就可以在细胞和遗传基因层面开展研究。

比如,针对某种病毒,只要明确了“拥有这种基因的物种致死率高”“拥有这种基因的物种虽易感染,但不会死亡”等问题,或将有助于确定病毒的传染途径和制药研究。或许在已灭绝物种或濒危物种的细胞中,可以发现线索,弄清个体数量减少的原因。进而在未来发现未知病毒或传染病时,还可以开展回溯研究。

据说,国立环境研究所最近将公开其保有的生物标本数据库。 “通过与外部的研究人员共享信息,或许会产生利用生物标本从事新研究的灵感”,大沼先生对此寄予极大的期待。

已有3万多份标本“进入时间胶囊”

收集的标本将有助于保护生物物种的研究

大沼先生曾在马来西亚的红毛猩猩康复中心工作过。照顾因人类活动而受伤的红毛猩猩,并将其放归自然的工作确实很有意义,但也有许多个体是想尽一切办法也无法挽救的。正当他在思考这些生命能否发挥一些作用时,了解到美国圣地亚哥动物园一直在进行动物组织和细胞冷冻保存工作的信息。

“挽救眼前的个体固然重要,但我认为通过保存、研究遗传信息或许能保护更多的个体及其物种。美国还在开展利用生物标本培育iPS细胞和克隆的研究。现在,我们研究所希望通过这样的研究,利用分析基因组和研究禽流感等传染病而收集的标本,为保护濒危物种贡献一份力量。”

自2004年开始启用环境标本时间胶囊以来,3万多份标本已存满了5个金属罐。预计现有设施还可以维持今后20年左右的生物标本收集工作。

这里还存放着日本原产的最后两只朱鹮Kin和Midori的细胞。虽然日本的朱鹮已经灭绝,但其细胞依然活着。而且,这些冷冻保存的标本今后或许会以某种形式为保护地球环境贡献力量。零下150度的时间胶囊中,洋溢着生命的炽热气息。

国立环境研究所的“环境标本时间胶囊”

通过皮肤培养出的细胞(右侧为山原水鸡,左侧为朱鹮)(国立环境研究所提供)


山原水鸡的细胞增殖情况:开始培养细胞是在该个体死后的第5天。使用死亡个体的皮肤和肌肉组织培养细胞,这些细胞可以用于各种研究活动(国立环境研究所提供)

 

采访、撰文:林爱子
摄影:HANS SAUTTER

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