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加州大学圣地亚哥分校为斯克里普斯海洋与人类健康中心获得 735 万美元

sea urchins

加州大学圣地亚哥分校从美国国家科学基金会 (NSF) 和美国国立卫生研究院 (NIH) 获得了 735 万美元的资助,用于一项多学科计划,以促进对气候变化中海洋污染物和营养物质的理解,并确保所有人都能获得安全和健康的海鲜。

这笔资金将在五年内发放,将使斯克里普斯海洋与人类健康中心能够重建,作为四个新的全国性中心之一,该中心专注于了解与海洋有关的暴露如何影响人们的健康。

该中心汇集了来自加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋学研究所、斯卡格斯药学和制药科学学院、生物科学学院以及 NOAA 加州海洋基金和西南渔业科学中心的专家。其多学科研究团队将探索海洋中人造和天然化学物质的来源、命运和潜在毒性,并进一步研究它们在海洋食物网中的环境分布和移动。

Scientists in the Moore Lab at Scripps Oceanography

中心主任 布拉德利·摩尔(右)和前学生凯特·鲍曼(Kate Bauman)在盐孢子菌文化中游刃有余。摩尔实验室专注于对海洋天然产物进行化学探索和基因开发,主要作为药物先导和环境毒素。图片来源:埃里克·杰普森

斯克里普斯海洋学和斯卡格斯药学与制药科学学院海洋化学教授布拉德利·摩尔(Bradley Moore说:“斯克里普斯海洋与人类健康中心将汇集一系列科学学科,以促进我们对海产品安全的理解,以确保我们保持获得安全和健康的海产品的机会。 “科学发现是确保海产品安全的众多步骤中的第一步,为了帮助这一过程,该中心还将重点关注社区参与,与渔民、厨师、非营利组织和广大公众合作,将科学发现与社区联系起来。”

该团队将研究omega-3脂肪酸等营养素对健康的益处,并研究甲基汞等有毒重金属和多氯联苯(PCB)多溴联苯醚(PBDE)等有机污染物,以及浓度在不断变化的气候中可能受到的影响。多氯联苯是美国1979年禁止使用的工业化学品,多溴联苯醚是一类阻燃化学品,既可以是人为制造的,也可以是天然存在于海洋中的

“海洋吸收了人类活动造成的90%以上的多余热量,这导致了栖息地迁移和压缩,低氧区和生物多样性丧失,”加州大学圣地亚哥分校海洋科学副校长兼斯克里普斯海洋学主任玛格丽特·莱宁说。“鉴于全球每年有30亿人消费海产品,了解这些变化如何影响海产品安全非常重要。加州大学圣地亚哥分校具有独特的优势,可以将海洋学、生物医学和人类健康科学领域的领导者以及社区参与专家聚集在一起,将科学与社会联系起来。

加州大学圣地亚哥分校具有独特的优势,可以将海洋学、生物医学和人类健康科学领域的领导者以及社区参与专家聚集在一起,将科学与社会联系起来。

玛格丽特·莱宁(Margaret Leinen),加州大学圣地亚哥分校海洋科学副校长兼斯克里普斯海洋学主任

该中心将专注于三项主要研究工作,并包括一个大型社区参与计划:

气候变化对人类摄入海产品微量营养素和污染物的影响

该项目由斯克里普斯海洋学海洋生物地球化学家阿米娜·沙图普(Amina Schartup和生物海洋学家阿内拉·蔡(Anela Choy)领导,旨在了解汞和其他化学物质等营养物质和污染物如何在海洋食物网中生物积累。Schartup和Choy还将开发模型,以模拟不同气候变化情景下甲基汞和多氯联苯的循环,以及潜在的人类暴露。

2019年,Schartup领导了一项新的研究,发现海洋变暖可能导致鳕鱼、大西洋蓝鳍金枪鱼和箭鱼等流行海鲜中甲基汞含量增加。她的研究结果将这些增长归因于食物网动态的相应变化。  

“栖息地的变化,如鱼类离开或鱼类加入生态系统,意味着新的食物来源已经进入了一个地区的生态系统,”Schartup说。“我们将研究这些海洋变化是否会潜在地影响这些动物的污染物或微量营养素水平。

Anela Choy looking at a lancetfish specimen
Anela Choy 检查斯克里普斯海洋脊椎动物收藏品中的柳叶鱼以及与当地渔民合作收集的柳叶鱼的胃内容物。柳叶鱼是一种深水鱼,其贪婪的饮食习惯可以让科学家深入了解海洋食物网。图片来源:杰夫·海斯特
Amina Schartup working in the lab

阿米娜·沙图普(Amina Schartup)是一位海洋生物地球化学家,她领导了一项新的研究,发现海洋变暖可能导致受欢迎的海鲜中甲基汞含量增加。 图片来源:Kenan Chan

Choy研究了海洋食物网的复杂性——谁在吃谁——以及环境变化对公海生态系统的影响。她还研究了当微塑料进入深海食物网时会发生什么。该项目将研究食物网中较低和更深水域的生物,例如南加州水域的开阔海洋鱼类、鱿鱼和甲壳类动物。

Choy之前的研究表明,甲基汞的来源随深度而变化,这对重金属如何进入和通过海洋食物网有影响。

通过在实验室中分析鱼类标本,测量其组织中的甲基汞含量并确定甲基汞的来源,研究人员可以将这些信息输入气候模型,以预测它如何影响污染物和营养物质。

“绝大多数污染物工作都集中在食物网最顶端的熟悉物种上,”Choy说。“但是,生物体之间的这些污染物如何需要更多的研究。我们想了解食物网途径,这些途径决定了动物体内甲基汞的含量,这些动物最终可能会出现在我们的餐盘上。

海洋微生物组是海产品污染物合成、转化和分布的来源

第二个研究领域将分析海洋微生物组,以了解多溴二苯醚(包括由海绵自然产生的多溴二苯醚)是如何制造的,以及它们如何在鱼体和更大的海洋生态系统中循环。根据Moore的说法,只有一个原子可以将天然多溴二苯醚与海绵和用于制造阻燃剂的人造化学物质区分开来。该项目旨在了解生物体制造这些化学物质的原因,以及多溴二苯醚如何降解天然和人为毒素。

这项工作的一些基因分析和样本处理将在校园内的Illumina实验室进行,该实验室的设备使科学家每天能够筛选数千个细胞,观察蛋白质进化,分析DNA分离以进行微生物组研究等。

这项研究工作将由摩尔和海洋生物学和分子生物学教授埃里克·艾伦(Eric Allen)领导,斯克里普斯大学和加州大学圣地亚哥分校生物科学学院共同任命。

Amro Hamdoun holding a crate of sea urchins.
阿姆罗·哈姆敦将担任斯克里普斯海洋与人类健康中心的副主任。Hamdoun实验室使用海胆作为模式生物来研究发育过程中的基因活性。 图片来源:埃里克·杰普森

海产品污染物的生物蓄积机制及发育毒性

第三个研究项目将由斯克里普斯海洋生物学家Amro Hamdoun加州大学圣地亚哥分校斯卡格斯药学与制药科学学院教授Geoffrey Chang共同领导,他们合作研究化学物质如何进入细胞。他们正在分子水平上放大,以了解海洋污染物如何运输到生物体中,污染物如何在生物体中进一步积累,以及这些污染物如何被人体吸收。

“有些污染物和化学物质最终会进入我们的身体,有些不会积累,”哈姆敦说,他也将担任该中心的副主任。“通过这项研究,我们希望了解海洋中的生物学,这是化学物质是否可以在体内积累的基础。

Hamdoun的实验室研究海胆,海胆和果蝇一样,是一个多世纪以来用于生物医学研究的生物,以了解细胞和发育生物学。该计划将使实验室能够进一步研究污染物在海胆胚胎发育的早期生命阶段如何相互作用。作为模式生物,海胆可以帮助我们了解人类早期接触化学物质对健康的影响。

Chang是蛋白质结构专家,他将仔细研究来自受污染和健康鱼类,海胆和人类细胞的转运蛋白,以揭示污染物利用这些生物进入的分子机制。了解生物体如何在细胞水平上生存或适应污染物,可以揭示人类保护自己免受海鲜污染物侵害的新方法。

社区参与

斯克里普斯海洋与人类健康中心还将与公众合作,建立公共卫生风险预防能力,同时强调食用鱼类对健康的益处。

Chang lab team members

张实验室在发酵室中,来自受污染和健康的鱼类、海胆和人类细胞的转运蛋白将在酵母中产生。他们的研究可以揭示污染物如何在这些生物体中积累。图片来源:埃里克·杰普森

加州海洋格兰特和斯克里普斯沿海专家特蕾莎·塔利(Theresa Talley)和美国国家海洋和大气管理局(NOAA)渔业西南渔业科学中心的生态学家、斯克里普斯大学的兼职教员莎拉·梅斯尼克(Sarah Mesnick)将担任社区参与负责人。

社区参与活动将把该中心的研究与其他当前科学相结合,为公众和其他利益相关者提供资源。这一努力有助于确保食用海鲜的好处大于任何风险。社区参与活动可以包括基于网络的资源、斯克里普斯海洋保护和技术设施的示范厨房与厨师一起举办的海鲜教育活动,以及与圣地亚哥地区的渔业社区建立伙伴关系。通过这些合作,他们旨在提高对当地海鲜的了解,并共同创造准确有效的信息资源。

“许多污染物与人类健康之间缺乏明确的联系,往往使人们感到困惑,不确定该寻找或吃什么,并对最新的新闻周期做出反应,”梅斯尼克说。“我们的目标是与社区建立和促进持久的伙伴关系,以更好地了解获取和使用有关海产品可持续性和安全信息的需求和障碍。”

“该中心的发现将提高我们对污染物和微量营养素如何移动,积累和影响海洋生物和海洋食物网的机制的理解,”Talley补充道,他最近发表了一篇论文,研究了与圣地亚哥湾休闲贝类收获相关的污染风险和社会脆弱性。“虽然需要采取许多其他步骤来了解这些发现如何应用于海产品安全和人类健康,但这些发现将有助于就污染物动力学的复杂性进行更广泛的对话,包括风险如何随物种而变化,与其他化合物(如营养物质)的相互作用,以及不断变化的气候条件。

美国国立卫生研究院(NIH)和美国国家科学基金会(NSF)的这笔赠款标志着斯克里普斯海洋与人类健康中心的重组,该中心在2013-2018年期间得到了支持。该中心最初是为了研究常见海产品中天然存在的新兴污染物,以及在人类母乳中积累的人造化学物质。复兴的中心将扩大斯克里普斯的人类健康研究,斯克里普斯也是其海洋生物技术和生物医学中心的所在地,该中心强调海洋药物发现、海洋微生物组、分子流行病学、海洋细胞生物学和发育以及海洋哺乳动物的生理学。

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气候变化

People at Tuna Harbor Dockside Market

Theresa Talley(左二)与一名商业渔民(左)会面,作为商业捕鱼劳动力发展计划的一部分,以及Sea Grant的同事。Talley 和 Sarah Mesnick(未附图)与海产品生产商、食品系统的其他成员、其他科学家、机构、非营利组织和公众合作,建立关系,共同开发所需的数据、信息、资源和工具,以确保我们保护和可持续繁荣我们的沿海和海洋环境。图片来源:弗雷德·格里夫斯

 

新闻旨在传播有益信息,英文版原文来自https://today.ucsd.edu/story/uc-san-diego-receives-7.35-million-for-scripps-center-for-oceans-and-human-health