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在细胞水平上研究珊瑚和藻类的“配对”

编译者:liguiju发布时间:2019-7-9点击量:1090 来源栏目:关注岛礁

在最佳条件和海洋温度上升的情况下,是什么因素决定了藻类成功作为珊瑚宿主的“租户”?维林顿维多利亚大学领导的一个专家团队,包括卡内基大学的Arthur Grossman,对这个问题进行了调查。

珊瑚是一种海洋无脊椎动物,它们拥有巨大的外骨骼,并以此为基础建造色彩斑斓的珊瑚礁。但是,这种珊瑚礁的形成之所以成为可能,只是因为珊瑚与生活在珊瑚虫细胞内的各种称为鞭毛藻的单细胞藻类之间存在一种互利的关系。这些藻类是光合作用的,这意味着它们可以像植物一样将太阳能转化为食物形式的化学能。藻类合成的许多光合作用产生的营养物质作为珊瑚寄主的食物,而寄主反过来又为藻类提供必需的无机营养物质,包括二氧化碳、铵态氮和磷酸盐。然而,由于气候变化导致的海洋变暖使许多珊瑚失去它们的原生藻类租户,以及它们提供的营养(一种被称为漂白的现象)。如果被漂白的珊瑚没有被新的藻类租户重新殖民,它可能会死亡。

有些鞭毛藻与多种珊瑚形成共生关系,有些则更为特殊。Grossman提到,他们有兴趣了解维持这些优先关系的细胞过程。即使这种关系不那么有效,更耐热、更不受欢迎的藻类是否有可能恢复漂白珊瑚群落。其他生物,如海葵,与珊瑚属于同一门,称为刺胞动物;它们也是寄生藻类,但更容易研究。研究人员分析了一种名为苍白球的海葵,由两种不同的鞭毛藻属组成时细胞功能的差异,种是本地的,极易发生热漂白;另一种是非本地的,但更耐热。在这项研究中,他们希望阐明能够改善海葵与其原生藻类之间营养交换的蛋白质,以及海葵在宿主非原生耐热藻类时,其受到损害的原因。研究小组发现,生长在本地海藻中的海葵表达了与有机氮和脂类代谢相关的蛋白质水平升高,而有机氮和脂类代谢是海藻光合作用的结果,可以有效地合成营养物质。这些海葵还合成了一种叫做NPC2-d的蛋白质,这种蛋白质被认为是刺胞动物吸收藻类并将其识别为共生伙伴的关键。相比之下,海葵与非本地租户表达的蛋白与应激相关,这可能反映了两个生物体代谢的不太理想的整合。

Grossman总结道,他们的发现为今后的研究打开了大门,这些研究旨在确定关键蛋白质和细胞机制,这些蛋白质和细胞机制参与维持藻类及其刺胞动物宿主之间的牢固关系,以及生物体的新陈代谢是如何整合在一起的。

(杨皓月 编译)

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