有害藻类繁殖变得有毒的遗传基�

科学家发现了软骨藻酸的遗传基础，软骨藻酸是一种由一些有害藻类增殖产生的强效神经毒素。

在本周发表在《科学》杂志上的一项新研究中，研究人员发现了一系列与微观植物中软骨藻酸生产相关的基因，即浮游植物，称为伪菱形藻。

研究人员的工作得到了美国国家科学基金会(NSF)的资助，他们发现这些基因包含了毒素产生的生物学方向。当伪硝酸盐产生软骨藻酸时，这些基因被“打开”。

这项研究的第一作者帕特里克布伦森说：“通过识别编码软骨藻酸产生的基因，我们现在可以问一些关于如何在海洋中打开或关闭这些基因的问题。布伦森属于斯克里普斯海洋学研究所和克雷格文特研究所。“这些知识将使我们能够在基因水平上跟踪开花毒性的发展。”

通过展示如何打开软骨藻酸生产的基因，作者提出了一种将驱动藻类繁殖的海洋条件与毒素生产的发展联系起来的方法。

美国国家科学基金会海洋科学部项目负责人海蒂埃德蒙兹(Hedy Edmonds)说：“了解藻类是如何开花变毒的，以及造成这种情况的原因非常重要。”“这项研究为监测藻类繁殖和在毒素出现之前预测毒素的产生提供了一个可能的工具。”

有害藻类的增殖通常以“赤潮”的形式出现，因为它们为海水提供了红色。当浮游植物快速生长时，会大量繁殖，有时会产生毒素，伤害海洋哺乳动物和其他物种。

当毒素在海鲜中积累时，有害藻类繁殖，对人类健康构成威胁。大剂量接触软骨藻酸可导致失忆性贝类中毒，这是一种潜在的致命疾病，其特征是癫痫发作和短期记忆丧失。

一些国家受到有害藻类扩散的严重影响。2015年夏天，历史上最大规模的有害藻类爆发发生在从阿拉斯加到加州的北美西海岸，导致渔业关闭，以保护消费者免受潜在的贝类中毒。

科学家发现很难预测有害藻类的繁殖。引起大量繁殖的生物通常有非常复杂的基因组。科学家表示，了解与软骨藻酸产生相关的基因将有助于更好地监测藻类的繁殖，并有助于确定引发毒素产生的条件。

“由于藻类的基因组非常复杂，海洋微藻毒素的生物合成途径在一段时间内仍然难以捉摸，”资深作者布拉德利摩尔(Bradley Moore)说，他是圣地亚哥加州大学SIO和Skaggs药学院的化学家、遗传学家和药物科学专家。

摩尔说：“现在我们已经有了假硝酸基因组和软骨藻酸生成的遗传途径，我们开始了解这些微藻为什么会产生毒素，以及这种能力是如何被激活的。“这些新知识将更好地教会我们如何预测和准备未来的有毒事件。”

这项工作推进了南加州大学大卫哈钦斯(David Hutchins)之前的研究，他也是该研究的合著者。

当海洋中的磷酸盐受到限制，二氧化碳量增加时，假硝酸盐会产生大量软骨藻酸，变得有害。

海洋中的二氧化碳已经超过了自然水平。随着海洋温度的升高，这些条件导致更常见、更有毒和更持久的花和软骨藻酸的产生。

致力于监测和预测有害藻类增殖的研究人员表示，这些发现提供了对这一现象的更多理解，并有助于预测软骨藻酸事件以应对气候变化。

美国国立卫生研究院、戈登和贝蒂摩尔基金会以及美国能源部也资助了这项研究。

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