Исследователи в Японии идентифицировали первую спонтанную мутантную коралловую водоросль-симбионт, которая не поддерживает симбиотических отношений со своим хозяином.
Они разработали систему, в которой простое добавление или истощение питательных веществ может экспериментально включать и выключать симбиоз. Мутантная водоросль-симбионт позволяет разработать систему генетической трансформации, которая станет мощным инструментом для изучения эндосимбиоза кораллов и водорослей.
Коралловые рифы являются основным резервуаром биоразнообразия в море. Экосистема основана на стабильных симбиотических отношениях между книдариями-хозяевами, включая кораллы и морские анемоны, и динофлагеллятами-симбионтами. Продолжающиеся изменения окружающей среды из-за глобального потепления могут разрушить симбиоз: явление, известное как «обесцвечивание кораллов». Кроме того, плохо изучены механизмы поддержания стабильного симбиоза, отчасти из-за отсутствия инструментов исследования.
«Сначала мы разработали эффективный метод культивирования динофлагеллятных клеток в нашей лаборатории», - сказал Шиничиро Маруяма, доцент Университета Тохоку. «Затем мы культивировали клетки в присутствии различных лекарств и проводили скрининг спонтанно устойчивых к лекарствам мутантов, чтобы выделить клоны, пригодные для экспериментов по симбиозу».
Мутант с дефицитом урацила - основного соединения нуклеиновой кислоты - по-видимому, утратил способность поддерживать симбиоз с модельным организмом морской актинии.
Это указывает на то, что простое добавление или истощение питательных веществ можно использовать в качестве переключателя для управления симбиозом.
В качестве следующего шага команда планирует ввести генетические мутации, способные обратить вспять дефицит урацила у мутантных динофлагеллят, что может дать ключ к идентификации генов водорослей, ответственных за симбиоз. Ожидается, что фундаментальная технология, которую они разработали, будет способствовать молекулярным исследованиям симбиоза кораллов и водорослей.