Сравнение геномов двух видов кораллов выявило неожиданное генетическое разнообразие

Первое сравнительное исследование геномов двух кораллов показало значительные эволюционные различия. Эти находки могут помочь учёным понять устойчивость кораллов и их реакцию на изменение климата.

Рифообразующие кораллы разделились на две генетически различные группы — кладу robust и кладу complex — как минимум 240 миллионов лет назад. До сих пор был доступен геном только одного complex-коралла — Acropora digitifera. Международная команда под руководством Кристиана Фульстры и Мануэля Аранды из KAUST секвенировала геном robust-коралла Stylophora pistillata и сравнила его с существующим геномом Acropora.

Перед секвенированием учёным пришлось разработать метод получения ДНК Stylophora, не загрязнённой ДНК симбиотических водорослей коралла. Для этого симбионты были удалены путём выделения ядер коралла до экстракции ДНК.

Кораллы демонстрируют высокий уровень генетической вариативности внутри одного вида, что усложняет сборку генома из фрагментированных кусочков ДНК.

Получив полный геном, исследователи искали белки и гены, консервативные для обоих кораллов. Гены, совпадающие один-к-одному у обоих видов, как правило, контролируют базовые функции жизнеобеспечения. Однако различия были обнаружены в таких областях, как иммунитет и специфические симбиотические отношения.

Если у одного коралла одна копия гена, а у другого — много, это указывает на действие избирательных эволюционных сил, например, формирование иммунитета к конкретному патогену. С другой стороны, там, где кораллы выбрали жизнь с разными симбиотическими водорослями и бактериями, каждый коралл расширил совершенно разные гены и белки.

Результаты показывают, что Stylophora и Acropora удивительно генетически различны. Остаётся неясным, следуют ли все кораллы одной клады схожим генетическим паттернам, или же команда выбрала два вида, которые радикально отличаются друг от друга. Дальнейшие разъяснения будут получены в рамках более масштабного проекта Reef Future Genomics (ReFuGe 2020), который к 2020 году секвенирует ещё восемь коралловых геномов.

С завершением генома Stylophora pistillata учёные теперь имеют геном целого голобионта коралла — самого коралла, его симбионта и ассоциированных бактерий.