《PLOS綜合》：新技術幫生物對抗臭氧層空洞

　　上：在模擬臭氧層空洞造成的紫外輻射增強的環境下，斑馬魚受精卵不能完成發育過程，在24小時左右發育開始被中止，細胞逐步死亡。

　　下：受到稀土磷酸鈣殼（紫外下發綠光）的保護，斑馬魚受精卵能夠在紫外線下完成全部發育過程，幼蟲最后能破殼而出。

　　浙江大學紫金港校區的化學實驗室，一項模擬臭氧層空洞下的斑馬魚發育實驗正在進行：在對照實驗中，暴露在紫外輻射下的斑馬魚卵弱不禁風，全部停止了發育并死亡；而“穿上”課題組研發的“防護服”的斑馬魚卵則茁壯成長，順利地完成了全部發育過程。

　　教育部“長江學者獎勵計劃”特聘教授、浙大化學系教授課題組的這項最新研究，對保護地球上的生物如何面對臭氧空洞提供了一種策略。相關論文Guarding Embryo Development of Zebrafish by Shell Engineering: A Strategy to Shield Life from Ozone Depletion（《殼工程保護斑馬魚受精卵發育：一種臭氧稀薄環境下的生物防護策略》）四月份發表在《公共科學圖書館·綜合》（PLOS ONE）雜志上。

　　眾所周知，地球大氣層中日益稀薄的臭氧層使地球表面的紫外線輻射強度明顯增強，這對自然生態特別是生物的繁衍構成了嚴重威脅。對于體外發育的動物如魚類，如果它們的受精卵受到了紫外線過度的輻射，特別容易造成DNA損傷并停止發育。科學家已經發現南極洲上空的臭氧空洞已經造成了該區域魚類數量的急劇減少。

　　自然界給科學家帶來了豐富的啟示。海洋中有一種古老藻類，它的細胞外壁有一層礦物質，它們像一把把撐開的小傘，有效地阻擋了紫外線。“能不能幫細胞做一件人工外套呢？”唐睿康課題組一直從事生物礦化方面的研究，2008年他們研發了給酵母菌“穿衣服”的方法，穿上人工衣服后，酵母菌的壽命得到了延長。課題組運用相同的原理，給細胞找到了一件合適的抗紫外線“防護服”。

　　唐睿康介紹，斑馬魚是科學實驗中常用的動物模型之一。經過一年多時間的研究，課題組為斑馬魚卵找到了一種基于稀土磷酸鹽的生物兼容“外衣”，這種材料也是一種重要的節能燈粉，它吸收紫外線并轉化為綠色熒光。把經過礦化功能強化處理后的斑馬魚卵放入到含有稀土元素的溶液中，20分鐘左右魚卵表面就自發形成一層毛茸茸外衣，“這件‘防護服’不但‘合身’，而且對細胞的毒性相對較低。”唐睿康介紹，“在達到抗紫外輻射目的同時，降低或者消除人工材料對細胞的負面影響，是這個實驗的關鍵”。

　　課題組發現，通過材料功能化后，斑馬魚卵抵抗紫外線的能力得到了大幅度增強。課題組進一步設計了一個在模擬臭氧層空洞環境下的斑馬魚受精卵發育實驗，裸露的魚卵在24小時之內就停止發育并開始死亡，而“穿”著“防護服”的斑馬魚卵在紫外線環境下發出淡淡的綠光，在外殼的保護下，受精卵可以正常發育，而形成的幼魚能夠象小雞一樣破殼而出，幼魚的形態也沒有發生畸變。“這個實驗表明，基于功能材料和細胞的復合可以簡單而有效地實現生命單元的功能化，這也為生物體系抵御外界環境所引起的負面影響提供了新的策略。”唐睿康說。（來源：浙江大學 周煒）