Исследователи использовали небольшую коралловую колонию Porites australiensis, забранную из вод от Острова Сесоко в Мотобу, Окинаве, Япония. Porites australiensis – строящие риф кораллы, состоящие из сотен отдельных полипов, которые цементирует вместе карбонат кальция ‘скелеты’, которые они прячут. Поскольку живущие кораллы растут сверху скелетов их мертвых предшественников, этот коралл долго использовался в геохимическом исследовании прошлых морских сред.
В этом исследовании исследователи использовали генетическое упорядочивание следующего поколения, чтобы провести анализ транскриптома Porites australiensiscorals для морского биологического исследования. В то время как упорядочивающий ДНК предназначается для целого генома живого организма, упорядочивающий транскриптом используется, чтобы определить гены, которые выражены в отличном населении клетки.
Анализ транскриптома коралла Porites australiensis holobiont Shinzato и его коллегами привел к собранию больше чем 70 000 генетических последовательностей от различных организмов. Исследователи тогда сравнили этот результат с расшифрованными геномными данными коралла andSymbiodinium minutum Acropora, продемонстрированного Морской Единицей Геномики OIST в 2011 и 2013 соответственно, и успешно отличили генетическую информацию, происходящую из коралла хозяина и его морских водорослей симбионта Symbiodinum.
В то время как растения, грибы и бактерии в состоянии синтезировать все эти 20 аминокислот, обычно находимых в белках, животные испытывают недостаток в способности синтезировать один или несколько из этих аминокислот или достаточных количеств, чтобы удовлетворить их метаболические потребности. Люди, например, могут только произвести 11 из этих 20 аминокислот, названных несущественными аминокислотами и другими, назвал существенные аминокислоты, должен поставляться в еде. Shinzato и коллеги посмотрели на аминокислоту биосинтетические пути кораллового сообщества Porites australiensis и обнаружили, что коралловый хозяин и его symbiontSymbiodinum морские водоросли смогли синтезировать большинство несущественных аминокислот. Для существенных аминокислот, однако, это были одни только морские водоросли Symbiodinum, который предоставлял их его кораллу хозяина.
Впервые в мире, исследователи смогли предложить молекулярные доказательства взаимозависимости в синтезе аминокислоты в коралле holobiont.«Симбиотические отношения между кораллом хозяина и его симбионтами очень важны для выживания коралловых рифов. Не получая генетическую информацию целого кораллового сообщества, понимая молекулярный механизм позади коралла хозяина невозможно», говорит Шинзато. «Взаимозависимость в синтезе аминокислоты между кораллом хозяина и его симбионтом долго предсказывалась, но наше исследование обеспечивает понимание взаимодействий кораллового симбионта на генетическом уровне впервые», добавил Шинзато, подчеркнув значение этого исследования.
Коралловые рифы, которые только составляют один процент области на всей планете, принимают почти одну треть всех описанных морских разновидностей. Несмотря на его огромную экологическую и экономическую важность, однако, коралловые рифы все больше и больше стоят перед диапазоном экологических угроз включая повышение температуры морской воды и подкисление океана. Когда коралловые симбионты оставляют своего хозяина в процессе названным коралловым отбеливанием, взаимоотношения между кораллом хозяина и его симбионтами – distrupted, в конечном счете приводящий к смерти всего кораллового сообщества. Понимая симбиотические отношения в любом коралле holobiont углубляет наше понимание молекулярного механизма коралловых симбиозов и их ответа напряжения.
Это исследование будет прокладывать путь к более глубокому пониманию симбиотических отношений между этими организмами, и таким образом способствовать сохранению коралловых рифов.