Gamle springgener kan give koraller et nyt liv

Et bestemt gen er vist af KAUST-forskere for at hjælpe varmetolerancen af ​​en alge, der lever symbiotisk med koraller, hvilket potentielt kan hjælpe Rødehavets koraller med at tilpasse sig en vis opvarmning.

Symbiodinium er en encellet alge, der forsyner sin koralvært med fotosyntetiske produkter til gengæld for næringsstoffer og husly. Imidlertid, høje havtemperaturer kan forårsage nedbrydning af dette symbiotiske forhold og føre til udbredt udvisning af Symbiodinium fra værtsvæv, en begivenhed kendt som koralstranding. Hvis blegede koraller ikke kommer sig, de sulter ihjel, efterlader kun deres hvide, calcium-carbonat eksoskelet.

Nu, forskere fra KAUST har identificeret særlige gener, kaldet retrotransposoner, som kunne hjælpe algerne hurtigere til at tilpasse sig varmestress.

Holdet, ledet af postdoc Jit Ern Chen og ph.d.-studerende Guoxin Cui, gennemført analyser for at finde ud af, hvilke gener der blev tændt eller slukket, når Symbiodinium blev udsat for varmestress. Overraskende nok, de fleste gener, der almindeligvis er forbundet med varmestress, blev slukket, mens et lille antal retrotransposoner blev slået til.

Retrotransposoner er små genetiske sekvenser, der har evnen til at replikere og positionere sig på nye steder i deres værts genom. "Retrotransposoners evne til at kopiere sig selv og integrere disse nye kopier i værtsgenomet gør dem til genetiske parasitter, " siger genetiker og hovedforsker, Manuel Aranda. "Hver integrationsbegivenhed er dybest set en ny mutation i værtsgenomet. Meget ofte deaktiverer eller forstyrrer disse nye kopier værtsgener. Men, nogle gange kan de også ændre, hvordan visse gener opfører sig. De er ofte dårlige, som de fleste mutationer, men nogle kan have fordelagtige effekter."

Aranda og hans team foreslår, at aktiveringen og replikationen af ​​Symbiodiniums retrotransposoner som reaktion på varmestress kan føre til en hurtigere evolutionær reaktion, "da at producere flere mutationer øger chancen for at generere en gavnlig en, der gør det muligt for symbionterne at klare bedre denne specifikke stress, " forklarer Aranda.

Holdet planlægger derefter at undersøge koralgenomer for at finde ud af, om de også har retrotransposoner, der aktiveres som reaktion på varmestress. "Hvis de gør, det ville betyde, at de måske kunne tilpasse sig genetisk hurtigere, end vi troede, siger Aranda.

De planlægger også at undersøge muligheden for at "kapre" retrotransposonernes molekylære maskineri for at konstruere mere modstandsdygtige genomer i både Symbiodinium og deres koralværter.