Биологи выявили общие признаки устойчивости кораллов к заболеваниям

Новое исследование, опубликованное в журнале Science Advances учеными из Техасского университета в Арлингтоне, дает новую основу для выявления общих признаков устойчивости кораллов к заболеваниям и рассматривает фундаментальные процессы, лежащие в основе выживания видов.

Анализ того, как семь рифообразующих видов кораллов в Карибском бассейне реагируют на заболевание белой чумой, позволяет понять процесс, вовлеченный в развитие поражения, и видовую динамику, которая приводит к различиям в исходе заболевания.

Под руководством профессора биологии Лауры Мидларц сотрудники UTA, Морской лаборатории Моте и Университета Виргинских островов измерили иммунные реакции видов после контролируемого воздействия белой чумы — инфекционного патогена, вызывающего гибель кораллов. Команда отслеживала три реакции: как прогрессируют поражения у каждого вида, как экспрессия генов различается между видами, и адаптации на уровне экспрессии, которые привели к различиям в риске заболевания.

В работе «Устойчивость кораллов к болезням обусловлена различными адаптивными и пластическими профилями экспрессии генов» ученые выявили три закономерности:

— Во-первых, у кораллов, развивших патологические поражения, процессы формирования иммунитета и цитоскелета были усилены и коррелировали с прогрессированием поражения.

— Во-вторых, наличие поражений у коралла было обусловлено степенью его способности реагировать на сигналы окружающей среды путем изменения генов, которые поддерживают сеть белков и молекул, окружающих и поддерживающих его клетки и ткани; путем аутофагии — биологического процесса, включающего ферментативное расщепление цитоплазмы клетки; и путем запрограммированной клеточной смерти.

— В-третьих, устойчивые виды имели более высокие уровни внутриклеточного переноса белков, и эти процессы имеют специфическую адаптивную основу для устойчивости к заболеваниям.

Взятые вместе, эти закономерности показывают, что пластичность генов, связанных с устойчивостью к заболеваниям, может быть эволюционно ограничена адаптационными процессами на уровне экспрессии.

«Учитывая огромную угрозу, которую представляет болезнь белая чума для коралловых сообществ, нам крайне важно понять процессы, которые позволяют одним видам выживать лучше, чем другим, — рассказывает Николас Макнайт, выпускник UTA и доктор наук Университета Майами. — В этой статье мы более подробно рассматриваем некоторые виды кораллов, которые не были так хорошо изучены».

Предыдущие исследования заболеваний кораллов и иммунитета успешно выявили гены, вызывающие заболевания, которые способствуют таким биологическим процессам, как программируемая клеточная смерть, аутофагия, поддержание внеклеточного матрикса (вышеупомянутой сети белков и молекул), липидный обмен и транспорт белков. Однако сравнение иммунных реакций между видами кораллов, различающихся по устойчивости или восприимчивости к заболеваниям, связь конкретных фенотипов заболеваний с экспрессией генов и выявление адаптивных или пластичных паттернов экспрессии, связанных с устойчивостью к заболеваниям, все еще плохо изучены.

По словам Мидларц, это исследование отвечает насущной потребности в понимании различий между иммунными ответами на инфекцию и механизмов видоспецифической устойчивости.

«Хотя наше понимание иммунитета расширилось, нам не хватает понимания того, как иммунная защита и другие клеточные механизмы различаются у разных видов», — подчеркивает Мидларц.

Ученые надеются, что эти выводы сыграют свою роль в укреплении уязвимых рифов.

«Наш следующий шаг — ответить на вопрос, как мы можем превратить эти результаты в полезные действия. Понимание того, какие факторы способствуют выживанию, позволит нам прогнозировать будущие потери биоразнообразия. Обладая этой информацией, ученые смогут сосредоточить свое внимание на сохранении жизнестойких видов, которые смогут укрепить находящиеся под угрозой коралловые рифы», — пояснили исследователи.

Эксклюзивный перевод*

Фото: Техасский университет в Арлингтоне

Поделиться:

Подписывайтесь на краткие, но содержательные новости со всего мира
глазами молодого поколения в Телеграм и ВКонтакте.

Почитайте также

Ученые определили, что пихта продлевает молодость

243 Учеными из российской научно-производственной компании «Инитиум-Фарм» объявлено об открытии практически эликсира молодости. Компания разработала …