發現生殖基因 揭開珊瑚生殖細胞發育繁殖之謎

新網記者歸鴻亭台北特稿
2012/8/29 下午 04:02:52 / 生態環保

　台灣海洋大學新任校長張清風領導的研究團隊今日回到國科會，宣佈全球首例成功選殖珊瑚生殖細胞中的vasa基因並製備抗體，未來的構想希望能以繁殖缸的方式，將珊瑚的受精苗灑在海面上以增加珊瑚的數量。

台灣海洋大學校長張清風領導的研究團隊揭開珊瑚生殖細胞發育繁殖之謎。(歸鴻亭攝影)

　張清風表示，有著海洋生物樂園與海洋熱帶雨林之稱的珊瑚礁，是由許多珊瑚蟲經年累月的生長，逐漸累積碳酸鈣骨骼所形成的，而珊瑚的生殖行為一直以來是許多科學家急欲解開的謎團，但到目前為止尚未能清楚了解其中的奧妙。

　他指出，在脊椎動物，腦是神經系統的控制中心，經由複雜的聯繫來處理及傳遞訊息，而卵巢與精巢則是產生生殖細胞和分泌性激素的器官。而身體受到外界的刺激與體內賀爾蒙的分泌，經腦與腦下垂體的統合調控以及精巢或卵巢相互作用，調控著生殖細胞的發育，但在演化上屬於較為原始且不具有真正器官的珊瑚如何來調控生殖細胞發育，在珊瑚體內是怎樣開啟生殖細胞發育的第一步以及如何控制每一個階段的發育直到生殖細胞的成熟，一直是一個謎。

張清風(左)特別推薦從沖繩來台的東京海洋大學博士識明信也(右)，來台灣做珊瑚的研究已經2年。(歸鴻亭攝影)

　張清風說，他領導的研究團隊長期致力於揭開珊瑚生殖的神祕面紗，在珊瑚礁生殖過程，於茫茫大海當中，想要遇到命中註定的另一半通常不是那麼容易，尤其大海是個危機四伏的環境，受精卵或幼體常常成為魚類口中的佳餚，所以想要延續種族的繁衍相當不易。因此為了有效提高生殖的成功機率，珊瑚透過集體排放，數以萬計的精子與卵子到大海中進行受精，經由海水的漂流將成功受精的受精卵帶到適合生長的環境附著後發育成珊瑚幼苗，然後逐漸的成長成今日所見到的珊瑚。

　研究團隊以「腎型真葉珊瑚」為實驗，利用組織切片及組織免疫染色的方法觀察珊瑚身體組織的構造，試圖清楚地瞭解珊瑚體內生殖細胞的特性。首先為了分辨珊瑚體內眾多細胞中的生殖細胞，選殖在生殖細胞發育的具有指標性的基因(marker gene)作為研究的利器之一。在許多脊椎動物與無脊椎動物的研究中，使用vasa 基因當作生殖細胞的指標基因，因為vasa 基因在脊椎動物與無脊椎動物的生殖細胞發育的過程當中扮演重要的角色，因此將研究的重點放在 vasa基因。

　張清風說明，目前在世界上他的研究團隊是第一個成功的選殖珊瑚vasa基因，並且成功製備抗體，確認了在珊瑚的生殖細胞有vasa基因的表現，也發現在早期的生殖細胞會有強烈的vasa基因的表現。此外，研究團隊也找到生殖細胞生成的特定位置，並首先發現在一整年的生殖週期中，珊瑚體內一直都有早期生殖細胞的存在，在接獲特定的信息刺激後，早期生殖細胞會依序往前發育，這在未具有真正生殖器官的珊瑚是非常不容易的發現。

研究團隊親自在海中拍攝各種珊瑚產卵的珍貴畫面。(歸鴻亭攝影)

　接下來的研究發現，在一整年中，珊瑚體內的雌性荷爾蒙濃度，會隨著生殖季節的到來而增加6倍之多。更有趣的，首次發現珊瑚具有雌性荷爾蒙的衍生物（醣基化雌性荷爾蒙），且隨著生殖季節的來臨，珊瑚之醣基化雌性荷爾蒙濃度急遽增加50至100倍之多，並隨著珊瑚大量產卵，醣基化雌性荷爾蒙釋放至周遭海水。此項發現令我們猜測醣基化雌性荷爾蒙有可能擔任連絡珊瑚產卵的信息。另外並發現珊瑚具有「促性腺激素釋放素」，其濃度隨著生殖季節而增加10倍之多。由這些發現，本團隊大膽推測珊瑚的生殖週期與體內的內在因子有關，我們最近甚至以「促性腺激素釋放素」可以促進珊瑚生殖細胞的成長。也就是說，珊瑚的生殖可能受到本身的內分泌物質調控。根據以上發現，顯示珊瑚的生殖內分泌系統具有相當的完整性，並且與生殖有密切關係，這是非常有趣而重要的，未來人工繁殖珊瑚將不再是個遙不可及的夢。

　這項重大的發現，已於今年7月27日發表在重要國際期刊《PLoS One》，過去成果亦發表於2006年的《內分泌》(Endocrinology)期刊與2003年的《生殖生物》(Biology of Reproduction)期刊等。