科學(xué)家們對這種差異感到困惑，試圖了解保護銀鮭免受這些持久寄生蟲(chóng)侵害的潛在機制。
在這方面，來(lái)自英國愛(ài)丁堡大學(xué)羅斯林研究所、英國斯特靈大學(xué)水產(chǎn)養殖研究所、西班牙圣地亞哥德孔波斯特拉大學(xué)、加拿大愛(ài)德華王子島大學(xué)、挪威Nofima AS、英國B(niǎo)enchmark Genetics和澳大利亞迪肯大學(xué)的科學(xué)家團隊利用單核RNA測序技術(shù)，表征了大西洋鮭魚(yú)（Salmo salar）和銀鮭魚(yú)（Oncorhynchus kisutch）對海虱（Lepeophtheirus salmonis）的細胞和分子反應。
有害影響
海虱是一種寄生于魚(yú)皮膚和鰭上的寄生蟲(chóng)，它會(huì )造成開(kāi)放性傷口，引發(fā)感染，降低養殖魚(yú)的市場(chǎng)價(jià)值，并對野生鮭魚(yú)種群產(chǎn)生連鎖反應。
目前已開(kāi)發(fā)出多種療法來(lái)應對大西洋鮭養殖業(yè)的海虱侵擾，該行業(yè)每年因此損失超過(guò) 7 億英鎊，但這些療法通常既昂貴又無(wú)效。它們還會(huì )對環(huán)境造成危害并對動(dòng)物福利產(chǎn)生負面影響。
銀鮭的優(yōu)勢：抵抗力的典范
與大西洋鮭的脆弱性不同，銀鮭對海虱具有顯著(zhù)的天然抵抗力。受到攻擊時(shí)，銀鮭會(huì )產(chǎn)生快速有效的免疫反應，將寄生蟲(chóng)包裹并驅除。
為了解開(kāi)這個(gè)復雜的生物謎題，研究人員采用了一種稱(chēng)為單核 RNA 測序的尖端技術(shù)。這項強大的工具使科學(xué)家能夠分析大西洋鮭和銀鮭在面對海虱時(shí)皮膚內單個(gè)細胞的基因活動(dòng)。
通過(guò)檢查皮膚的不同層，包括表皮和真皮，研究人員發(fā)現了不同的細胞類(lèi)型及其在免疫反應中的具體作用。雖然兩種鮭魚(yú)都表現出一般的免疫和傷口愈合反應，但銀鮭表現出明顯增強的反應，主要集中在角質(zhì)形成細胞，即皮膚的主要細胞。
理解海虱抗藥性的突破
將兩種物種暴露于寄生蟲(chóng)后，研究人員通過(guò)使用一種新型 RNA 測序技術(shù)分析皮膚樣本，研究了它們的反應的細胞類(lèi)型和基因表達模式，這種技術(shù)可以表征單個(gè)細胞中的基因表達。
通過(guò)分析這兩個(gè)物種暴露于海虱時(shí)單個(gè)細胞的基因活動(dòng)，研究人員發(fā)現了多種因素的復雜相互作用，導致銀鮭具有驚人的抵抗力。
研究發(fā)現，兩種鮭魚(yú)都會(huì )對海虱感染產(chǎn)生免疫和傷口愈合反應。然而，銀鮭的反應明顯更強、更快，能有效地包裹和驅除寄生蟲(chóng)。這種增強的反應集中在角質(zhì)形成細胞上，角質(zhì)形成細胞是一種形成多層的特殊皮膚細胞。
角質(zhì)形成細胞在抵抗海虱中的作用
這項研究揭示了鮭魚(yú)皮膚角質(zhì)形成細胞層中令人著(zhù)迷的層次結構?；捉琴|(zhì)形成細胞是最深的一層，似乎可以協(xié)調中層和表層角質(zhì)形成細胞的行為。面對海虱時(shí)，這些角質(zhì)形成細胞會(huì )共同努力形成一道強大的屏障，最終導致寄生蟲(chóng)脫落。
羅斯林研究所博士后研究員 Sarah Salisbury 博士表示：“我們能夠以前所未有的分辨率識別出導致銀鮭用來(lái)抵抗海虱的腫脹皮膚反應的細胞類(lèi)型，以及海虱在大西洋鮭中用來(lái)削弱這種宿主物種的細胞。這些見(jiàn)解為開(kāi)發(fā)對抗這種毀滅性寄生蟲(chóng)的變革性療法鋪平了道路。 ”
對鮭魚(yú)產(chǎn)業(yè)的影響
通過(guò)了解銀鮭抵抗海虱的分子機制，科學(xué)家確定了開(kāi)發(fā)保護大西洋鮭的創(chuàng )新策略的潛在目標。這些發(fā)現為生物技術(shù)干預打開(kāi)了大門(mén)，可以增強大西洋鮭的免疫反應，使其更能抵抗海虱的侵擾。
研究小組表示，通過(guò)基因編輯，可能能夠針對大西洋鮭魚(yú)易感基因來(lái)增強其對海虱的抵抗力，以及增強銀鮭對寄生蟲(chóng)的抵抗力。
實(shí)現可持續和合乎道德的鮭魚(yú)養殖業(yè)的道路很復雜，但這項研究代表了一項重大進(jìn)步。通過(guò)利用大自然自身防御的力量，我們可以努力實(shí)現鮭魚(yú)養殖與海洋環(huán)境和諧共存的未來(lái)。
該研究由挪威海鮮產(chǎn)業(yè)研究基金 (FHF) 和生物技術(shù)與生物科學(xué)研究委員會(huì ) (BBSRC) 資助。
