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2018-06-01德州大學發現珊瑚在抵禦病毒的同時 會影響其生存與繁殖能力
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【本刊訊】珊瑚（coral）是形塑珊瑚礁生態系統（coral reef ecosystems）結構與營養基礎的關鍵，不僅如此，其亦有保護沿海生態及支持漁業等重要功能。然因氣候劇烈變遷及人為活動，導致珊瑚礁受到嚴重的破壞，而疾病爆發所衝擊的不僅是珊瑚礁，甚至連海膽、貝類等海洋生態也遭受波及。儘管人們對這些海洋疾病的嚴重影響有所預測，卻也因缺乏疾病來源、感染進程、宿主範疇與其免疫反應等資訊，使得相關研究執行不易。
就在2011年入秋之際，磯沙蠶黑病（Eunicea Black Disease, EBD）入侵佛羅里達礁島群（Florida Keys），並有研究人員發現過去曾被研究可以抵抗海洋酸化（ocean acidification）的柳珊瑚（gorgonian corals）外觀受到黑化（melanized），而該疾病產生的病徵也發生在2017年加勒比海珊瑚（Caribbean coral）身上。黑化的珊瑚，所合成的黑色素會導致蛋白酶（proteases）、胞毒性醌（cytotoxic quinones）等蛋白形成，而此免疫反應雖能致病原體於死地，卻也造成珊瑚自身損傷。
一般來說，無脊椎動物的先天免疫系統包含三個過程。首先，動物體會進行病原體識別（pathogen recognition），在動物體內用一種識別受體來找出致病源，並與留存體內、與病原體相關的一或多種分子結合，再導引適當的信號通路（signalling pathways），最後產生關鍵的作用反應（effector responses）；然而免疫反應是有代價的，這些生物無法同時維持最佳的繁殖與生命力、卻又擁有強大的免疫功能，僅能在兩者之間進行折衷。
為更深入了解珊瑚對磯沙蠶黑病的免疫反應，德州大學阿靈頓分校（University of Texas at Arlington）研究團隊從佛羅里達東南方，各別取得3個健康和已受感染的珊瑚樣本（Eunicea calyculata），進行基因表現量差異（differential expression）與蛋白質分析。結果發現，珊瑚對該疾病的免疫反應相當多樣，如產生吞噬、黏附和黑化作用等；此外根據基因共同表現網路（coexpression network）分析指出，雖珊瑚祭出免疫反應來抵禦病毒，卻也因此降低細胞的生長能力，再一次驗證了珊瑚礁生態系統因此所產生的折衷結果。
所以，科學家表示在評估疾病爆發所帶來的效應時，除了死亡率外，生態系的恢復能力也需被納入考量。德州大學生物系副教授彌德拉茲（Laura Mydlarz）表示，研究團隊目前持續對珊瑚樣本做更詳細的研究，嘗試進行RNA分析，期望透過不同方法深入探究，以追蹤預測珊瑚群在氣候變遷與疾病肆虐下的生存軌跡。
新聞來源：Lauren E et al., Transcriptional analyses provide new insight into the late-stage immune response of a diseased Caribbean coral, Royal Society Open Science, 2018.