Существование многих кораллов невозможно без симбиотических водорослей. В новом исследовании ученые установили, что белок LePin играет важную роль во взаимодействии этих организмов. LePin распознает и связывает водоросли, инициирует их поглощение клетками коралла, а также регулирует иммунную систему последнего. Полученные данные расширяют представления о взаимодействии кораллов и водорослей, а также потенциально могут помочь в сохранении коралловых рифов, страдающих от потепления климата. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Microbiology.
Коралловые рифы образуют одну из самых разнообразных экосистем на Земле. Они служат домом, местом размножения и питания почти для 25% морских рыб, моллюсков, червей, а также черепах. Кроме того, крупные рифы защищают береговые линии континентов от разрушительного действия морских волн. Однако кораллы — это довольно хрупкие образования, и существование многих из них невозможно без симбиотических водорослей — динофлагеллят. Эти микроорганизмы живут внутри отдельных клеток коралла и делятся с ними питательными веществами, которые синтезируют за счет энергии солнечного света. При потеплении или подкислении воды кораллы теряют свои водоросли, голодают и отмирают. Это явление называется обесцвечиванием, так как кораллы теряют свою яркую окраску и выглядят призрачно-белыми. Такие колонии быстрее разрушаются под действием волн, хуже сдерживают их натиск, а следовательно, береговые линии оказываются под угрозой разрушения. Несмотря на то что симбиоз с водорослями определяет сохранение кораллов, детали этого взаимодействия остаются мало изученными.
Чтобы понять, как кораллы взаимодействуют с водорослями на молекулярном и клеточном уровнях, китайские и американские исследователи изучали мягкий морской коралл рода Xenia. Используя методы молекулярной биологии, исследователи обнаружили ген LePin, который активно синтезирует одноименный белок в симбиотических клетках коралла. Затем авторы с помощью биоинформатических технологий построили модель, позволяющую отследить, как меняется активность белка у клеток, не имеющих симбионтов, и тех, которые уже их потеряли. Оказалось, что LePin поддерживает образование новых клеток, содержащих водоросли, из предшественников, не имеющих симбионтов.
Кроме того, авторы показали, что LePin — это секретируемый белок, который распознает, отбирает водоросли и связывается с ними при их попадании в желудочно-кишечный тракт коралла. LePin инициирует поглощение водорослей и поддерживает взаимоотношение между ними и клетками в области рта коралла. При этом LePin контролирует иммунную систему коралла во избежание переваривания симбионта.
«Понимание того, как кораллы определяют, какие водоросли следует употреблять, является важным шагом в сборе информации, которая поможет нам уменьшить обесцвечивание кораллов. Кроме того, более глубокое понимание LePin могло бы позволить нам различать, почему некоторые виды кораллов лучше других способны распознавать и поглощать термостойкие водоросли. После выделения последовательностей LePin, которые способны идентифицировать более выносливые и термостойкие водоросли, могут быть пересажены в уязвимые популяции кораллов, чтобы уменьшить случаи обесцвечивания», — рассказывают авторы исследования.
Автор: Анна Дегтярь.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
