DNA条码技术:使所有物种都有独特身份证(2)
2007-11-21 09:30:28 中国青年报 【 发表评论
    
      血渍的研究
    
    DNA条码技术也可能用于避免航空事故。尽管鸟类的身体看上去脆弱无比,飞机与鸟类相撞的后果(尤其是高速飞行的飞机)可能是灾难性的。如今,美国联邦航空管理局和军方正在利用DNA条码技术分析与飞机相撞的鸟类种类。“知道了哪些鸟类经常与飞机相撞,以及时间、高度和迁徙路线,就可能避免每年数千起鸟类和军用、民航飞机相撞事故中的一部分。”美国史密森学会的卡拉·德弗(Carla Dove)说。
    
    弄清物种的身份对于控制某些传染病也有重要的意义。“蚊子条码计划”是生命条码联盟(CBOL)发起的一个展示性质的项目。该计划打算测定全世界3000多种已知蚊子中的80%。迄今为止,已经有超过250种蚊子的条码被测定了出来。
    
    蚊子的条码数据可以帮助控制通过蚊子传播的疾病,例如疟疾、西尼罗河病毒和登革热。全世界每年有5亿人感染疟疾。这种疾病的病原体是通过蚊子叮咬人类传播的。但是并非所有的蚊子都能传播疟疾,借助蚊子条码,人们就可以更有针对性地控制传播疟疾的蚊子,包括发现蚊子幼虫的栖息地并喷洒杀虫药。
    
    尽管仍然是一项新兴技术,DNA条码已经给人们带来了一些意外的发现。今年早些时候,美国自然历史博物馆的马克·希德尔(Mark Siddall)领导的一个研究组报告说,他们发现在医学和科研领域使用的一种医用水蛭的身份存在问题。
    
    数个世纪以来,水蛭这种能吸血的动物被用于某些医疗目的,包括治疗头疼、发热、肥胖等等,尽管事实上水蛭并不能治疗这些疾病。现代医学也使用水蛭,例如,水蛭可以用于清除断指再植患者的淤血。科学家也把水蛭当做实验动物,因为它能产生抗凝血的物质,而且它也可以用于神经科学和发育生物学的研究。如今,被美国食品与药品管理局批准临床使用的水蛭被称为欧洲医蛭。由于欧洲医蛭的栖息地不断减少,目前欧洲医蛭多数是人工养殖的。
    
    但是,希德尔的研究组利用DNA条码技术发现了目前市场上的欧洲医蛭大多数是它的一种近亲。事实上,他们发现此前被认为是一个物种的“欧洲医蛭”其实是由至少三个物种组成的。这些水蛭的形态很相近,以至于此前几乎没有人注意到这种“鱼目混珠”的情况。这项研究的成果意味着过去几十年的科学文献中提到的欧洲医蛭至少有一部分是其他的水蛭。
    
      植物的难题
    
    从一开始的时候,科学家就意识到了COI基因可能无法用于植物条码。“线粒体DNA在植物中的进化速度太慢了,以至于COI基因不能成为一个有效的身份系统。”赫伯特说。2003年,赫伯特在史密森学会的一次会议上呼吁植物学家寻找植物中类似于COI基因那样可以充当条码的基因。然而在4年之后,他们仍然没有就植物条码达成一致意见。
    
    他们寻找植物条码的大方向是一致的。使用细胞核DNA可能面临拷贝过少的问题,线粒体在植物中的进化速度又太慢。看上去一个不错的选择是植物特有的叶绿体。叶绿体是植物的太阳能工厂,负责把太阳能转换成化学能,供植物使用。与线粒体类似,叶绿体也拥有自己的DNA。
    
    史密森学会下属的全国自然历史博物馆的约翰·克雷斯(John Kress)的研究组提出的方案是使用一个名为rbcL的叶绿体基因作为植物的DNA条码。克雷斯发现,这个基因可以用于有效地识别一些植物,但是对于另外一些植物,它就不太有效了。于是他提出增加另外一个基因从而提高条码的可靠性。其他的条码基因候选者包括英国皇家植物园的马克·蔡斯(Mark Chase)等人提出的三个基因的方案。韩国高丽大学的金基重等人也提出了用三个基因作为植物DNA条码的方案。
    
    生命条码联盟的执行秘书大卫·辛德尔(David Schindel)说,目前有几个不同的研究组正在测试不同的候选基因区域在鉴别各种植物上的效果,有数个区域值得认真考虑,他们希望最终有两到三个区域就足以担任植物DNA条码的任务了。他对最终的解决方案持乐观的态度。
    
    “我认为我们只要几个月时间就可以找到这个问题的实际解决方案了。”辛德尔说。
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