Расшифрован первый геном симбионта кораллов

Подразделение морской геномики OIST расшифровало геном водоросли Symbiodinium minutum. Статья опубликована в онлайн-версии журнала Current Biology 11 июля. Это важный шаг в понимании сложной экологии коралловых рифов.

Коралловые рифы имеют огромное экологическое и экономическое значение, но их ключевые организмы — твердые кораллы — сталкиваются с проблемами, включая закисление океана и повышение температуры воды. Эти кораллы существуют в симбиотических отношениях с водорослями Symbiodinium. Ни один из организмов не может выжить без другого. Symbiodinium получает от коралла CO₂ и безопасную среду, а коралл — кислород и питательные вещества от симбионта. Для точного понимания молекулярных механизмов биологии кораллов необходима геномная информация как о коралле-хозяине, так и о водоросли-симбионте.

В 2011 году это же подразделение впервые расшифровало геном коралла Acropora digitifera размером около 420 мегабаз. Ключевым открытием стало то, что, в отличие от других кораллов, Acropora, по-видимому, лишён фермента, необходимого для биосинтеза цистеина, что указывает на зависимость этого коралла от симбионтов в получении этой аминокислоты.

Водоросли, живущие в симбиозе с кораллами, имеют чрезвычайно большие ядерные геномы — от 1500 до 24500 мегабаз. Команда OIST выбрала Symbiodinium minutum из-за относительно небольшого размера его генома в 1500 мегабаз (около половины человеческого генома). Используя возможности секвенирования нового поколения в OIST, команда в сотрудничестве с исследователями из Японии и США впервые расшифровала этот геном и обнаружила, что он обладает уникальными и дивергентными характеристиками по сравнению с геномами других многоклеточных организмов.

Группа OIST впервые установила геномную информацию и для коралла-хозяина, и для его симбионта. Это значительно облегчит исследования в области биологии кораллов. Например, станет возможным выяснить, кто первым реагирует на изменения среды, такие как потепление воды, — кораллы или симбионты. Также можно будет изучить, используют ли кораллы сходные или разные молекулярные механизмы в ответ на различные стрессы. Эти исследования значительно упрощаются тем, что оба генома расшифрованы в одной лаборатории.

Профессор Сато, руководитель подразделения, отметил: «Тот факт, что одной группе удалось успешно расшифровать геномы и коралла-хозяина, и его симбионта Symbiodinium, является значительным достижением. Это исследование проложит путь к более глубокому пониманию симбиотических отношений между этими двумя организмами на гораздо более точном молекулярном уровне».