Расшифровка симбиоза кораллов на генетическом уровне
Коралловые рифы — наиболее разнообразные морские экосистемы, находящиеся под угрозой из-за изменения климата, закисления океана и загрязнения. Усилия по их защите сдерживаются недостатком знаний о фундаментальных механизмах, таких как симбиоз кораллового полипа и фотосинтезирующих водорослей, живущих в его гастродермальных клетках.
Международная группа исследователей представила в Proceedings of the National Academy of Sciences генетическое исследование актинии Aiptasia. Этот вид является перспективной моделью для изучения симбиоза, так как:
- Содержит симбионтов Symbiodinium — широко распространённую группу эндосимбиотических динофлагеллят, характерных для многих книдарий.
- Хозяин обеспечивает водоросли средой и питательными веществами, а Symbiodinium поставляет более 90% энергии полипу.
- Aiptasia удобна для экспериментов: легко культивируется в лаборатории, размножается бесполым путём, может содержаться в апосимбиотическом состоянии (без симбионта) и повторно заражена разными штаммами Symbiodinium.
Учёные отсеквенировали ДНК Aiptasia и создали референсный транскриптом на основе РНК из разных стадий развития и симбиотических состояний. Это заложило основу для понимания эволюции и функции симбиоза.
Ключевые открытия
Новые рецепторы распознавания. Обнаружено новое, специфичное для книдарий семейство предполагаемых рецепторов распознавания паттернов, которые могут участвовать в симбиотических взаимоотношениях. Это подтверждает гипотезу, что врождённая иммунная система беспозвоночных более гибкая, чем считалось ранее, и позволяет хозяину различать штаммы Symbiodinium.
Горизонтальный перенос генов (ГПГ). Обнаружены доказательства ГПГ между хозяином и симбиотическими динофлагеллятами:
- 275 генов-кандидатов на ГПГ, специфичных для Aiptasia.
- 548 кандидатов, предположительно перешедших от неметазойного источника к базальным книдариям в эволюционном прошлом и общих для многих видов.
Исследование закладывает основу для понимания эволюции различных симбиотических антозоев, что расширит знания о критически важных рифовых системах.