Исследование экспрессии генов у обычной сине-зеленой водоросли раскрывает причины цветения и токсичности

Новое исследование применило новый подход, чтобы лучше понять, почему сине-зеленые водоросли (цианобактерии) образуют цветения и что делает их токсичными. Ученые Мэтью Харке и Кристофер Гоблер из Школы морских и атмосферных наук Университета Стоуни-Брук использовали анализ глобальной экспрессии генов у наиболее распространенной цианобактерии Microcystis aeruginosa.

Исследование, опубликованное в журнале PLoS ONE, впервые применило такой подход к этим водорослям. Ученые выращивали токсичную Microcystis с высоким и низким уровнем различных источников питательных веществ, таких как азот и фосфор, и использовали высокопроизводительное секвенирование ее транскриптома, чтобы одновременно оценить экспрессию всех 6300 генов в ее геноме.

Ключевым открытием стала способность азота влиять на токсичность Microcystis. Изучив все гены, ответственные за синтез токсина микроцистина, ученые обнаружили, что эти гены "отключаются", когда запас азота у водоросли иссякает, и клетки содержат меньше токсина. Исследование также показало, что у водоросли есть ряд "генетических путей", которые она может активировать для быстрого роста даже при изменяющихся условиях, например, при нехватке некоторых питательных веществ летом.

Как отмечает доктор Кристофер Гоблер, проблема токсичного цветения водорослей усугубляется: "Распространение, частота и интенсивность этих событий возросли по всему миру". Результаты исследования подтверждают, что ограничение поступления питательных веществ в озера сдерживает интенсивность цветения, и для снижения плотности и токсичности этих явлений может потребоваться уменьшение поступления как азота, так и фосфора.