由卡內(nèi)基的甄一賢和胡敏杰領(lǐng)導(dǎo)的新研究揭示了珊瑚細胞在攝入友好藻類之前如何標記它們，從而建立互惠互利的關(guān)系。這些信息可以指導(dǎo)下一級的珊瑚保護工作。

他們的工作發(fā)表在Nature Microbiology上。

珊瑚是海洋無脊椎動物，它們會建造大型外骨骼，從中建造珊瑚礁。但是，這種結(jié)構(gòu)之所以成為可能，是因為珊瑚與生活在單個珊瑚細胞內(nèi)的各種稱為甲藻的單細胞藻類之間存在互利關(guān)系。這些藻類使用稱為光合作用的過程將太陽的能量轉(zhuǎn)化為食物，它們與珊瑚宿主共享它們產(chǎn)生的一些營養(yǎng)物質(zhì)。

珊瑚礁具有巨大的生態(tài)、經(jīng)濟和美學(xué)價值。許多社區(qū)依靠它們提供食物和旅游。盡管如此，人類活動正在給這些脆弱的社區(qū)帶來壓力。海洋變暖、污染和酸化都會影響這種共生關(guān)系。

“許多珊瑚對高溫特別敏感，”胡解釋說。“隨著海洋升溫，它們會失去藻類，由于缺乏營養(yǎng)而挨餓，并死亡，這種現(xiàn)象稱為漂白，因為它使珊瑚骨架看起來像幽靈般的白色。

幾年來，包括鄭和胡在內(nèi)的卡內(nèi)基研究小組一直在闡明珊瑚 - 藻類共生的分子和細胞機制。了解這些過程可以為防止漂白和促進珊瑚恢復(fù)力的策略提供信息。

在這項新研究中，包括卡內(nèi)基的Yun Bai和Xiaobin Zheng在內(nèi)的研究人員部署了復(fù)雜的生物信息學(xué)和分子生物學(xué)工具，以揭示共生的早期步驟，在此期間藻類被吸收到珊瑚中。他們發(fā)現(xiàn)了一種叫做LePin的分子，珊瑚會分泌這種分子。它集中在珊瑚的嘴里，在那里它可以與進入的藻類結(jié)合，標記它們被珊瑚細胞吸收。

“了解珊瑚如何分辨出哪種藻類是收集信息的重要一步，這將有助于我們減輕珊瑚白化，”鄭說。

LePin在軟珊瑚，石珊瑚和與藻類共生的?？性谶M化上是保守的，這意味著它可能是一個很好的目標，用于對瀕危珊瑚進行基因工程改造，以增加其在面對溫度升高時的耐寒性。

“對LePin有更深入的了解可以讓我們區(qū)分某些珊瑚物種如何比其他珊瑚更好地識別和吸收耐熱藻類，”鄭解釋說。“一旦分離出來，能夠識別更耐寒和更耐熱藻類的LePin序列可以移植到脆弱的珊瑚種群中，以減少漂白事件。