Расшифрован геном виновника «коричневых приливов» — первого вида из группы вредоносных цветений водорослей

Опубликованная на неделе 21 февраля в Proceedings of the National Academy of Sciences группа исследователей, включая ученых из Объединенного института генома Министерства энергетики США (DOE JGI) под руководством Игоря Григорьева, сообщила о первой полной и аннотированной последовательности генома вида, вызывающего вредоносное цветение водорослей (HABs): Aureococcus anophagefferens.

Этот морской фитопланктон, настолько мелкий, что 50 клеток в ряд соответствуют ширине человеческого волоса, играет роль в углеродном цикле. Однако, достигая концентрации в миллиард клеток на литр, он вызывает «коричневые приливы», нанося ущерб морским экосистемам и отрасли моллюсков. Экономические потери от этого и других явлений HAB в США за последнее десятилетие оцениваются в один миллиард долларов.

Геном и экологические преимущества

Геном Aureococcus размером 56 миллионов пар оснований был секвенирован из культуры, собранной у побережья Лонг-Айленда (Нью-Йорк). Анализ показал, что его геном кодирует адаптации, позволяющие ему доминировать в прибрежных эстуариях:

• Питательные вещества: Способность использовать альтернативные питательные вещества и обогащен органическим веществом.
• Свет: Обладает 62 генами, связанными с улавливанием света (у конкурентов в среднем пара десятков), что позволяет выживать в условиях низкой освещенности и мутной воды.
• Селен: Кодирует наибольшее из известных на сегодняшний день количество селенопротеинов, что дает преимущество в средах, обогащенных этим микроэлементом.

«Сюрпризом стала согласованность между геномом и экосистемой, где он цветет», — отметил первый автор Кристофер Гоблер из Университета Стоуни-Брук.

Значение и перспективы

Дон Андерсон из Океанографического института Вудс-Хоул назвал эту работу «большим достижением» и ресурсом для научного сообщества, открывающим новый геномный подход к пониманию причин цветения.

• Экогеномика: Сочетание секвенирования генома с физико-химическими данными среды позволяет строить сбалансированные модели экосистем и отслеживать изменения.
• Управление: Поскольку условия для процветания Aureococcus (органическое загрязнение, мутность) создаются деятельностью человека на побережьях, полученные знания указывают на необходимость управления этими факторами.
• Будущие исследования: Планируется изучение экспрессии светособирающих генов во время цветения, протеомики и применение подхода к другим видам HAB.