科大研究團隊揭示新病毒特徵 或有助對抗全球暖化和研製抗病毒藥物

2019-10-03

全球暖化以及溫室氣體排放讓海洋中的含氧量在過去數十年間持續下降1,污染並破壞我們的生態系統。為了遏止這個趨勢,香港科技大學(科大)的研究團隊發現一種機制,有望提升一種環保水生細菌清除二氧化碳的能力,為海洋生產更多氧氣。

儼如陸地上的樹木,藍綠藻(又名藍細菌)於海洋進行光合作用,為海洋生物提供氧氧,地球逾20%的二氧化碳都是經由它們所吸取。可是,全球每天有近半的藍綠藻,因被捕食或受病毒感染而死亡,當中單是一種名為噬藻體的病毒,每日便殺死達全球總量五分之一的藍綠藻。

科大海洋科學系副教授曾慶璐領導的研究團隊歷時五年,最近終於揭示噬藻體殺死這環保細菌,亦即其宿主(host)的規律,所倚賴的是宿主進行光合作用時所產生的能量。團隊利用實驗室培植的噬藻體進行研究,發現牠們於黑暗環境中,並不能完全發揮感染宿主的功能,但藍綠藻卻偏偏在晚上被牠們殺死。原來在日照時份,藍綠藻透過光合作用所生產的能量,會成為噬藻體用作感染其宿主的燃料-令噬藻體在日間完成所有足以破壞藍綠藻細胞結構的感染過程,使其終在晚上分崩離析。很多生物,包括日出而作、日入而息的人類,都具有晝夜節律,但今次研究首次發現,原來病毒亦具有晝夜節律。 

曾教授表示:「透過了解日夜循環如何控制噬菌藻的感染過程,不但能幫助降低藍綠藻被感染的風險,由此增加其吸收二氧化碳的能力,減輕全球暖化;亦有助日後研究對抗病毒的藥物。很多人類疾病都是由病毒引致,現在我們知道病毒感染會受生理節律和晝夜循環影響,這可能為研發相關藥物對抗人類病毒提供新見解。」

是次研究成果已於科學期刊《美國國家科學院院刊》中發表。

1根據一份於2017年刊登在《自然》的科學研究文章,海洋在過去50年已減少逾2%氧氣,此步伐將在接下來的80年加快至最多7%,對漁業和沿海經濟造成潛在損害。

 

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曾慶璐教授(前右)的研究團隊,包括論文的第一作者劉日月(前左)。
曾慶璐教授(前右)的研究團隊,包括論文的第一作者劉日月(前左)。
左瓶顯示有藍綠藻的海水,右瓶中的藍綠藻經已死亡。
左瓶顯示有藍綠藻的海水,右瓶中的藍綠藻經已死亡。
海洋中受感染的藍綠藻繪圖。
海洋中受感染的藍綠藻繪圖。