Может ли открытие ключевой генной системы быть последним вздохом задыхающихся кораллов?

Уникальный эксперимент по стрессу от деоксигенации и реоксигенации, проведенный исследователями из Технологического университета Сиднея (UTS), Констанцского университета и Копенгагенского университета, позволил получить представление о том, как кораллы справляются с гипоксией и какие ключевые гены, вероятно, определяют различную устойчивость к стрессу, часто приводящую к обесцвечиванию. Исследование, опубликованное в Global Change Biology, показало, что у кораллов, как и у других животных и людей, существует сложный ответ на низкий уровень кислорода (гипоксию), аналогичный тому, что активируется у людей при кислородном голодании во время физических нагрузок или росте раковых опухолей.

Это открытие важно, поскольку деоксигенация океана представляет собой потенциально более серьезную и непосредственную угрозу для выживания коралловых рифов, чем потепление и закисление океана. Рифы все чаще подвергаются воздействию событий с низким содержанием кислорода из-за изменения климата и локального загрязнения, часто вызванного стоком питательных веществ. Способность кораллов противостоять будущему снижению фонового уровня кислорода в океане зависит от их систем обнаружения и реакции на гипоксию.

Эксперимент, в котором стресс от деоксигенации был синхронизирован с естественным суточным циклом обычных рифообразующих кораллов Большого Барьерного рифа, выявил с помощью транскриптомного РНК-секвенирования ключевые экспрессируемые гены, помогающие таким видам-инженерам экосистем, как Acropora tenuis, реагировать на гипоксию и переносить её. Однако исследование также показало, что не все кораллы одинаково чувствительны к гипоксии. «Мы обнаружили, что у кораллов, которые обесцветились, программирование их системы генов ответа на гипоксию было запаздывающим и менее эффективным по сравнению с необесцвеченными кораллами», — отметил старший автор работы д-р Кристиан Фулстра из Констанцского университета.

Идентификация таких «общих переключателей» — наборов генов, реагирующих на стресс, — может предоставить новый способ выделения генов, представляющих интерес для создания диагностических методов улучшенного управления рифами или для целевой селекции в рамках усилий по «восстановлению рифов», направленных на повышение устойчивости кораллов. Как подчеркнул соавтор работы, доцент Дэвид Саггетт, руководитель исследовательской программы UTS C3 Future Reefs, эта работа подтверждает, что продолжающаяся деоксигенация океана будет играть критическую роль в формировании будущего рифов, добавляя ещё одну причину для срочного решения проблемы изменения климата.