Primul atlas celular de corali de piatră stimulează eforturile de conservare a recifelor de corali

Corali stâncoși în habitatul lor natural din Golful Eilat, la capătul nordic al Mării Roșii. Credit: nativ Hagai / Universitatea din Haifa

Harta relevă prima existență a celulelor imune specializate în corali.

Cercetătorii de la Universitatea din Haifa, Institutul Weizmann și Centrul de Reglare Genomică (CRG) au construit primul atlas din toate tipurile de celule din Stylophora pistillata, un coral pietros care construiește un recif originar din oceanele indo-Pacific. . Publicat astăzi în jurnal Celula, studiul este primul care a detectat prezența celulelor imune specializate în corali.

Descoperirile oferă noi cunoștințe despre biologia moleculară și evoluția coralilor și vor sprijini eforturile actuale și viitoare de conservare pentru a proteja ecosistemele recifelor de corali amenințate de creșterea temperaturilor și de acidificarea oceanelor.

Harta arată că Stylophora pistillata are 40 de tipuri de celule diferite în cele trei etape principale ale ciclului lor de viață. Cercetătorii au descoperit mecanisme moleculare responsabile de procesele biologice esențiale, cum ar fi formarea scheletului de corali, care servește ca habitat pentru un număr mare de specii marine. Echipa a dezvăluit, de asemenea, cum coralii stabilesc o relație simbiotică cu algele fotosintetice care trăiesc în celulele lor.

Coral pietros polip

O privire atentă asupra polipilor individuali care formează o colonie de corali pietroși. Fiecare polip are câțiva milimetri lățime și are 12 tentacule în jurul gurii. Culorile maro sunt algele simbiotice care trăiesc în celulele gastrice ale coralului. Credit: Shani Levy / Universitatea din Haifa

Cercetătorii au fost, de asemenea, surprinși să descopere prezența celulelor imune specializate care folosesc multe gene care sunt de obicei asociate cu funcția celulelor imune la vertebrate. S-a crezut anterior că imunitatea înnăscută joacă un rol în protejarea sănătății simbionților algelor, precum și a rezistenței la creșterea temperaturilor și a acidificării, dar încă nu au fost raportate celule imune specializate la corali.

Potrivit Dr. Tali Mass, unul dintre autorii studiului și cercetător la Universitatea din Haifa, a declarat: „Recifele de corali joacă un rol vital în ecosistemul oceanelor și oceanelor, oferind habitat pentru aproximativ 25% din animalele marine și construind structuri cele mai mari biogene din lume. Încălzirea apei de mare și creșterea acidității amenință viitorul recifelor de corali și, în consecință, secvența genetică pe care am realizat-o este extrem de importantă pentru supraviețuirea recifelor de corali și pentru viitorul oceanelor. “

Potrivit lui Arnau Sebe Pedrós, coautor al studiului și lider de grup la CRG, „munca noastră definește în mod sistematic biologia moleculară a celulelor de corali. Acest atlas celular va ajuta la o mai bună înțelegere a răspunsurilor coralilor la creșterea temperaturilor și acidificării oceanelor și poate chiar ajuta la proiectarea intervențiilor care să sporească rezistența lungimii rămase a recifelor de corali. Această lucrare este, de asemenea, un bun exemplu al modului în care tehnologiile de genomică cu o singură celulă revoluționează înțelegerea noastră asupra biodiversității și evoluției animalelor, reducând decalajul dintre genomi și organisme. “

Coral pietros fluorescent polip

Apropierea fluorescentă a polipilor individuali formând o colonie de corali pietroși. Fluorescența roșie corespunde algelor simbiotice care trăiesc în celulele gastrice ale coralului, fiind vizibile și celule de corali care conțin proteine ​​fluorescente verzi. Credit: Shani Levy / Universitatea din Haifa

Cercetătorii au construit atlasul celular utilizând o metodă numită unicelulară ARN secvență pentru a măsura expresia genei fiecărei celule individuale. În cercetare, secvențierea ARN cu o singură celulă este aproape exclusiv limitată la speciile care pot fi cultivate în condiții de laborator. Deoarece coralii de piatră sunt greu de crescut în condiții de laborator, cercetătorii israelieni au colectat coralii în diferite etape ale ciclului lor de viață în Golful Eilat și apoi i-au transportat la Institutul Weizmann și la CRG din Barcelona pentru secvențierea și analiza. Studiul este unul dintre puținele care au efectuat analize cu o singură celulă la speciile eșantionate sălbatice.

Coralii de paie sunt speciile de bază pentru multe recife de corali. Își încep viața ca larve de înot care se dispersează și se așează ca polip. Polipii formează rapid o matrice bogată în proteine ​​care formează scheletul de carbonat de calciu, dezvoltându-se în cele din urmă într-un adult colonial care conține mulți polizomi individuali. Coloniile stâncoase de corali sunt principalul habitat pentru o mare varietate de specii marine, motiv pentru care recifele de corali sunt considerate pădurile tropicale ale oceanului.

Coralii stâncoși trăiesc în mările tropicale formând o relație simbiotică cu algele fotosintetice care trăiesc în celulele sale. Algele furnizează produse fotosintetice celulei, care la rândul său furnizează carbon algelor. Relația simbiotică susține cerințele ridicate de energie ale creșterii și reproducerii coralilor, inclusiv producția scheletului său.

În ultimele decenii, recifele de corali au scăzut la nivel mondial. Principalii factori ai acestui declin sunt creșterea temperaturii oceanului și acidificarea, care afectează direct simbioza coralului, ducând la albirea coralilor, unde coralii expulzează algele care trăiesc în țesuturile lor, precum și afectarea formării scheletului prin rate mai mici de calcinare.

Referință: „Atlasul celulelor de corali stâncoși luminează baza moleculară și celulară a simbiozei coralului, calcifierii și imunității” de Shani Levy, Anamaria Elek, Xavier Grau-Bové, Simón Menéndez-Bravo, Marta Iglesias, Amos Tanay, Tali Mass și Arnau Sebé- Pedroose, 3 mai 2021, Celula.
DOI: 10.1016 / j.cell.2021.04.005

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Inginerii dezvoltă o nouă tehnologie de tratare a apei care ar putea ajuta și exploratorii Marte

Un catalizator care distruge percloratul din apă poate curăța solul marțian. O echipă condusă de ingineri de la Universitatea din California Riverside a dezvoltat un...

Dezechilibrul energetic al Pământului s-a dublat

Faceți clic pe imaginea pentru a anima: Comparația estimărilor anuale suprapuse la intervale de 6 luni ale fluxului anual net de energie în atmosfera...

Modul în care celulele folosesc „pungile pentru gunoi” pentru a-și transporta deșeurile de reciclare

Descoperirile pot avea implicații importante pentru înțelegerea bolilor legate de vârstă. Oamenii de știință de la Sanford Burnham Prebys au obținut o perspectivă mai profundă...

Cercetătorii iau distribuția cheii cuantice din laborator

Dovezile pe teren arată că simpla funcționare a sistemului DCC cu rețeaua de telecomunicații existentă în Italia. Într-un nou studiu, cercetătorii au demonstrat un sistem...

Știința simplificată: ce sunt rețelele cuantice?

din Departamentul Energiei din SUA 17 iunie 2021 Părțile interesate din guvern, laboratoare naționale, universități și industrie s-au alăturat DOE Internet Quantum Project Workshop pentru a...

Newsletter

Subscribe to stay updated.