在过去，许多种类的鲸由于榨取鲸油而遭到捕杀，以致于灭绝;由于许多国家遵守的国际条约，鲸鱼的数量已经开始恢复。但我们对它们的了解仍然相对较少，而且很难保护一些你知之甚少的东西。与此同时，你也不想为了研究动物而让它痛苦或不安。
因此，西澳大利亚珀斯默多克大学的研究人员建立了一个使用无人机监控鲸鱼的项目;它们被用来捕获呼出的空气样本，这些样本可以被分析，从而产生动物生物化学的化学快照——这被称为“表型”。克里斯·史密斯采访了莫道克大学的加斯·梅克。
加斯-现象组实际上是生物体的整个生物化学，反映了它们的基因和环境之间的相互作用。在许多方面，它是最接近个体最终生理状态的代表——比如说，一个人或另一个有机体。因此，它反映了基因中潜在编码的所有东西，以及所有导致生物体最终状态的其他影响。
克里斯:你衡量的是什么东西?你需要收集什么样的样本才能做到这一点?
加斯:所以重点是尿液样本和血液样本，但也有其他类型的样本可以分析。在这些分析中，我们要寻找所有的小分子，比如碳水化合物，比如糖，脂肪，蛋白质，特别是氨基酸，还有很多其他的小分子，当然，还有生物体中通常找不到的任何东西;所以可能是药物分子或来自食物或环境暴露的分子。
Chris -所以不是只寻找一种化学物质，你说的是你要看一整个不同化学物质的光谱你要看它们之间的相对水平。这就像一个化学指纹，然后你可以说，“嗯，我们知道这个人有疾病或情况X，当我们看到这种情况时，我们就会看到这种化学指纹。”
Garth:完全正确，它实际上采用了老式的临床生物化学方法，可能会测量一个或几个分子，然后说，“好吧，让我们在一次分析中尽可能多地测量数千个分子，看看整个指纹是如何变化的，就像你说的，随着疾病或特定治疗或其他化学物质的暴露而变化。”
克里斯:你需要什么样的小工具或昂贵的设备来进行这些测量?
加斯:所以这主要是通过两种技术的结合来实现的——液相色谱法，它根据分子的化学性质分离分子，而质谱法实际上分析分子，给我们一个特定质量的测量，使我们能够识别它们并弄清楚它们是什么。
Chris:你可以很快地把它变成一个实用的诊断工具。
Garth:表型组学概念的目标实际上是将这些通常以相对缓慢的方式进行的分析，提高它们的吞吐量，以便我们可以在与临床诊断相关的环境中进行分析。
克里斯:只是人类药物，还是你可以用它做其他事情?
加斯-当然，它可以应用于任何生物系统。驱动因素当然是医学，但也有许多其他应用，包括农业环境和野生动物生物学。
克里斯:比如说?
加斯:所以，我们目前正在进行的一项调查是观察鲸鱼和海豚呼出的气。
克里斯-喷水孔的呼吸?!
加斯:好吧!所以这些动物提供的“打击”!对人类进行了呼吸分析。一段时间以来，它作为一种诊断手段越来越受欢迎，因为它真的很容易收集。因此，这种想法现在已经导致了一些研究，这些研究开始关注我们是否可以在大型水生哺乳动物中做到这一点。从这些生物体中取样是非常困难的。很难安全地接近它们。它们中的许多都是受威胁或濒临灭绝的物种，所以我们不想干扰它们在自然环境中的生活。所以理想情况下，我们想要一种非侵入性的方法来从这些生物体中取样，其中一种我们可能做到的方法就是在它们浮出水面时对它们呼出的气体进行取样。
克里斯——这听起来很不切实际。你打算做什么？追赶鲸鱼，每次它呼气时，你就试着捕捉一些呼吸。
加斯-这是个很好的问题。像海豚这样的动物经常在离海岸最近的地方被发现，珀斯周围的海豚种群已经习惯了与人类互动。所以我们可以用一根杆子来做，杆子的末端有一个收集装置。对于鲸鱼来说，方法实际上是使用无人机。因此，当鲸鱼接近水面时，无人机会飞过它们，然后在它们上方盘旋。一旦它呼出一口气，就可以进行采样，然后用船带回给研究人员。
Chris -你能看到呼吸中有哪些化学物质?
Garth——激素——比如皮质醇可以用来检测动物的压力水平，同时，一些与怀孕有关的激素;像黄体酮这样的东西可能能够确定动物的怀孕状态，而无需进行更多的侵入性测量。
克里斯-你可以在呼吸中看到这些微量的东西。
Garth:这是一项正在进行的工作，但从文献来看，目前为止已经进行了一些研究，这些分析实际上是通过呼吸分析进行的。
Chris -你，大概不会是刚开始在海上用一队无人机进行试验吧。你是如何扩大规模的?你的前期研究做得怎么样了?
加斯:所以我们目前正在进行一些基于实验室的模拟，以确保这项技术能够胜任这项任务。然后我们继续讲海豚。它们更容易与人互动，也习惯了人类在它们周围，所以我们将对海豚进行一些初步研究。如果一切按计划进行，那么我们默多克大学鲸类研究部门的一些同事将使用他们的无人机系统为我们收集这些样本。
克里斯-你需要多少呼吸?
加斯-有人建议，也许这些动物的一次呼吸，或者可能多达3次甚至5次呼吸。但这是我们试图从单个动物身上收集到的最大值，所以我们不会因为无人机长时间飞越它们而不必要地打扰它们。所以，我们认为它可能会给我们大约0.1毫升的实际呼出的冷凝物，我们可以从中取样。
评论
添加注释