Решения проблемы изменения климата и особенно его воздействия на океан необходимы сейчас больше, чем когда-либо. Обесцвечивание кораллов, вызванное изменением климата, представляет огромную угрозу для коралловых рифов. Недавние явления экстремального обесцвечивания уже привели к гибели кораллов во всем мире, и если не будут приняты немедленные меры, в течение столетия прогнозируется необратимое разрушение рифов. Однако генная инженерия группы микроводорослей, найденных в кораллах, может повысить их стрессоустойчивость к потеплению океана и спасти коралловые рифы.
Коралловые рифы - наша самая разнообразная морская среда обитания. Ежегодно они приносят мировой экономике более 30 миллиардов долларов США и напрямую поддерживают более 500 миллионов человек. Тем не менее, они уязвимы: модели воздействия изменения климата предсказывают, что большая часть наших коралловых рифов будет уничтожена в течение этого столетия, если мы не примем немедленных мер для их защиты.
Доктор Рэйчел Левин из Университета Нового Южного Уэльса, Австралия, и ее международная группа исследователей, возможно, нашли способ уменьшить обесцвечивание кораллов путем генной инженерии микроводорослей, обнаруженных в кораллах, повышая их стрессоустойчивость к потеплению океана.
Эти микроводоросли называются Symbiodinium, род первичных продуцентов, обнаруженных в кораллах, которые необходимы для здоровья коралловых рифов и, следовательно, имеют решающее значение для продуктивности океана. Симбиодиниум фотосинтезирует для производства молекул, питающих кораллы, что необходимо кораллам для роста и формирования коралловых рифов.
Обесцвечивание кораллов вызвано изменениями температуры океана, которые наносят вред Symbiodinium, в результате чего кораллы теряют свой симбиотический Symbiodinium и, следовательно, умирают от голода.
Различные виды Symbiodinium имеют большое генетическое разнообразие и различную термостойкость, что влияет на устойчивость кораллов к обесцвечиванию. В исследовании, опубликованном в журнале Frontiers in Microbiology, исследователи используют данные секвенирования Symbiodinium для разработки стратегии генной инженерии для повышения стрессоустойчивости Symbiodinium, что может уменьшить обесцвечивание кораллов из-за повышения температуры океана.
О симбиодиниуме известно очень мало, поэтому очень мало информации для улучшения усилий по сохранению коралловых рифов. Симбиодиниум очень необычен в биологическом отношении, что делает его несовместимым с хорошо зарекомендовавшими себя методами генной инженерии. Поэтому мы стремились преодолеть преодолеть препятствие, проведя новый генетический анализ Symbiodinium, чтобы обеспечить столь необходимый прогресс в исследованиях», - объясняет доктор Рэйчел Левин о трудностях изучения этих микроводорослей.
Исследователи выделили ключевые гены симбиодиниума, которые можно использовать для предотвращения обесцвечивания кораллов.
«Симбиодиниум, который был генетически усовершенствован для поддержания симбиоза с кораллами при повышении температуры океана, обладает большим потенциалом для уменьшения обесцвечивания кораллов во всем мире», - предполагают они..
Тем не менее, д-р Левин предупреждает, что это не простое чудодейственное средство: «Если лабораторные эксперименты успешно покажут, что генетически модифицированный симбиодиниум может предотвратить обесцвечивание кораллов, этот улучшенный симбиодиниум не будет немедленно выпущен на коралловые рифы. Обширные, тщательные исследования оценка любого потенциально негативного воздействия будет абсолютно необходима до начала каких-либо полевых испытаний этой технологии».
Чтобы добиться прогресса, другим исследователям необходимо будет внести свой вклад в это исследование, чтобы расширить доступную в настоящее время информацию: «Мы разработали первую специализированную структуру генной инженерии для применения к Symbiodinium. Теперь этот фреймворк необходимо всесторонне протестировать и оптимизировать. Это трудная задача, и совместные усилия принесут большую пользу."