3D-картирование создаёт молекулярные карты скрытых микробных сообществ на коралловых рифах

Международная группа исследователей создала трёхмерные молекулярные карты бактерий, вирусов и биохимических веществ на коралловых колониях и взаимодействующих с ними организмах, таких как водоросли. Это позволило выявить специфические функции микробов и вирусов, которые, по-видимому, являются ключевыми компонентами микробиома коралла.

Исследование, опубликованное в Frontiers of Marine Science, использовало новое сочетание современных молекулярных методов с передовыми 3D-технологиями визуализации для создания высокодетальных молекулярных карт организмов кораллового рифа.

Новая работа развивает предыдущие исследования авторов, подчеркивающие важную роль вирусов и бактерий в противостоянии кораллов и водорослей на рифе.

"Наше исследование расширяет эту работу в пространственно-явную структуру и создает действительно впечатляющие 3D-молекулярные карты", — сказал Тай Роуч, старший автор исследования. — "Мы обнаружили, что закономерности в бактериях и вирусах, живущих на кораллах и внутри них, в основном определялись экологическими факторами, такими как близость к конкуренту".

Команда взяла образцы двух коралловых колоний с карибского рифа и создала их 3D-реконструкции вместе с взаимодействующими организмами с помощью метода фотограмметрии. Затем с помощью нескольких молекулярных методов были исследованы бактериальная и вирусная ДНК, РНК и биохимические вещества, ассоциированные с этими кораллами. Эти молекулы были нанесены на 3D-модели.

"Кораллы являются домом для миллионов микробов и вирусов, которые существуют в сложной биохимической среде", — сказала Эмма Джордж, соавтор исследования. — "Эти вирусы, микробы и химические вещества в сочетании с кораллом-хозяином образуют единицу, называемую голобионтом. Понимание роли каждого из этих игроков стало особенно важным по мере ухудшения здоровья коралловых рифов".

Функциональные и здоровые рифовые экосистемы защищают побережья, вносят вклад в экономику и поддерживают морские пищевые сети. Новые результаты имеют прямое значение для восстановления и управления рифами, так как дают более механистическое понимание того, как локальные стрессоры влияют на кораллы и могут привести к болезням.

"Эти методы 3D-молекулярного картирования могут быть применены ко многим другим экологически важным организмам, помимо кораллов", — отметил Марк Литтл, соавтор исследования. — "Мы надеемся, что это сочетание методов для создания подводных молекулярных карт окажется полезным для лучшего понимания голобионта многих морских животных и растений".