Ген, контролирующий размер клеток, был идентифицирован в группе микроводорослей, которые лежат в основе пятой части пищевых цепочек в мире.
Ученые из Университета Восточной Англии (UEA) обнаружили ген, который регулирует размер диатомовых водорослей, на долю которых приходится 20 процентов мирового первичного производства в пищевых цепочках. Открытие может иметь значение для понимания потенциального воздействия изменения климата на будущие пищевые сети.
Знания о генах, определяющих размер клеток диатомовых водорослей, до сих пор были ограничены. Но с помощью комбинации обратной генетики, экспериментальной эволюции и секвенирования РНК команда выявила ранее неизвестный генетический контроль размера клеток у морской диатомовой водоросли Thalassiosira pseudonana.
Профессор Томас Мок из Школы наук об окружающей среде UEA сказал: «Существуют различия в размере клеток у разных видов диатомовых водорослей, а также наблюдаемые различия внутри видов из-за условий окружающей среды или размножения. только сейчас начали раскрывать генетический контроль размера клеток, что важно для понимания ключевой роли диатомовых водорослей в пищевых цепях и того, как это может измениться в будущем».
Размер клетки влияет на многие аспекты физиологии и экологии таких организмов, как водоросли, от воздействия на площадь поверхности клетки и, следовательно, на способность поглощать питательные вещества, до того, что более крупные клетки тонут быстрее и экспортируют больше углерода в более глубокие слои океана, чем более мелкие диатомовые водоросли.
Команда изучила одну из наиболее характерных особенностей диатомовых водорослей - кремнеземную оболочку, называемую панцирем. Записи об ископаемых диатомовых водорослях показывают, что панцири сохранились на протяжении более 185 миллионов лет эволюции, и поэтому команда исследователей предположила, что они играют важную роль в эволюционном успехе диатомовых водорослей.
Профессор Мок сказал: «Мы исследовали влияние белка, присутствующего в панцирях, называемого силацидином, который, как полагают, играет важную роль в их строении. Мы модулировали уровни этого белка, чтобы измерить его влияние на размер клеток. и обнаружили, что при снижении уровня силацидинов клетки диатомовых водорослей увеличивались в размерах.
"С помощью секвенирования РНК мы также идентифицировали небольшое количество генов, потенциально связанных с размером клетки. важные диатомовые водоросли, эти результаты помогают нам лучше понять процессы, связанные с пластичностью размера клетки. Эти данные дают первое свидетельство генетически контролируемой регуляции размера клеток у этой конкретной диатомовой водоросли и других, которые кодируют ген силацидина в своих геномах."
Результаты могут иметь важное значение для понимания последствий изменения климата и его влияния на глобальные пищевые сети. Профессор Мок сказал: «Летопись окаменелостей также показывает взаимосвязь между температурой моря и средним размером клеток диатомовых водорослей, поэтому мы можем предположить, что размеры клеток фитопланктона будут продолжать реагировать на изменение глобальной температуры».