Изменение экспрессии генов может спровоцировать распад симбиотических отношений

Исследователи из Японии определили потенциальные гены, ответственные за обесцвечивание кораллов, вызванное повышением температуры.

Учёные провели транскриптомный анализ симбиотической морской анемоны Exaiptasia diaphana (рис. 1) — новой модельной книдарии — в различных условиях культивирования. Повышение температуры и переход в несимбиотическое состояние (когда два организма не зависят друг от друга) вызвали резкие и необратимые изменения в уровнях экспрессии 292 генов (рис. 2). Исследовательская группа утверждает, что эти 292 гена «Heat Induced Bleaching Associated» (HIBA) включают факторы, вызывающие обесцвечивание кораллов в результате повышения температуры.

Коралловые рифы являются основным резервуаром биоразнообразия в море. Их экосистема зависит от стабильных симбиотических отношений между животными-хозяевами (кораллами и актиниями) и симбионтными динофлагеллятами. Текущие изменения окружающей среды из-за глобального потепления могут необратимо повредить этот симбиоз — явление, известное как «обесцвечивание кораллов». Однако механизмы поддержания стабильного симбиоза плохо изучены.

В исследовании гены HIBA были подвергнуты функциональному классификационному анализу и разделены на четыре основные функциональные группы: транспортеры, окислительно-восстановительные процессы, лизосомы и метаболизм углеводов (рис. 3). По словам доцента Университета Тохоку Синъитиро Маруямы, «Лизосома — это универсальная органелла, которая расщепляет различные вещества в клетке». Он добавляет, что «обитание симбионтных динофлагеллят в органелле под названием «симбиосома», которая напоминает лизосомы, предполагает связь между лизосомами и обесцвечиванием — ситуацией, когда количество симбионтов в организме-хозяине уменьшается». Кроме того, давно считается, что углеводы симбионта способствуют симбиозу. Основываясь на этих факторах, команда выдвигает гипотезу, что деградация углеводов в лизосомах является центральной функцией генов HIBA, что требует дальнейшего изучения.