Древние "прыгающие гены" могут дать кораллам новый шанс на жизнь

Исследователи из Университета науки и технологий имени короля Абдаллы (KAUST) обнаружили, что особый тип генов может помочь симбиотическим водорослям повысить термоустойчивость, что потенциально позволит кораллам Красного моря адаптироваться к потеплению.

Одноклеточная водоросль Symbiodinium снабжает кораллы-хозяева продуктами фотосинтеза в обмен на питательные вещества и укрытие. Однако повышение температуры моря может разрушить этот симбиоз и привести к массовому изгнанию водорослей из тканей коралла — явлению, известному как обесцвечивание. Если коралл не восстанавливается, он погибает от голода, остаётся лишь его белый кальцитовый экзоскелет. Учёные из KAUST идентифицировали особые гены, ретротранспозоны, которые могут помочь водорослям быстрее адаптироваться к тепловому стрессу.

Команда под руководством постдока Джит Эрн Чена и аспиранта Госина Цуя провела анализ экспрессии генов у Symbiodinium при тепловом стрессе. Неожиданно большинство генов, обычно связанных с реакцией на тепло, были "выключены", тогда как небольшая группа ретротранспозонов — "включена". Ретротранспозоны — это небольшие генетические последовательности, способные копировать себя и встраивать новые копии в геном хозяина в новых местах. "Их можно считать генетическими паразитами", — говорит генетик и руководитель исследования Мануэль Аранда. Каждая интеграция — это новая мутация. Часто они нарушают работу генов хозяина, но иногда могут изменить их активность, что в редких случаях даёт преимущество.

Аранда и его коллеги предполагают, что активация ретротранспозонов в ответ на тепловой стресс может ускорить эволюционный ответ водорослей, так как больше мутаций увеличивает шанс появления полезной. В дальнейшем команда планирует исследовать геномы самих кораллов на наличие активируемых при стрессе ретротранспозонов. "Если они есть, это будет означать, что кораллы могут генетически адаптироваться быстрее, чем мы думали", — отмечает Аранда. Также учёные изучат возможность "захвата" молекулярного аппарата ретротранспозонов для создания более устойчивых геномов как у водорослей, так и у кораллов.