Une nouvelle recherche menée par Yixian Zhen et Minjie Hu de Carnegie révèle comment les cellules coralliennes marquent les algues amicales avant de les ingérer, initiant une relation mutuellement bénéfique. Ces informations pourraient guider les efforts de conservation des coraux de niveau supérieur.
Leurs travaux sont publiés dans Microbiologie naturelle.
Les coraux sont des invertébrés marins qui construisent de grands exosquelettes à partir desquels les récifs sont construits. Mais cette architecture n’est possible que grâce à une relation mutuellement bénéfique entre le corail et diverses espèces d’algues unicellulaires appelées dinoflagellés qui vivent à l’intérieur de cellules coralliennes individuelles. Ces algues convertissent l’énergie du soleil en nourriture en utilisant un processus appelé photosynthèse et elles partagent certains des nutriments qu’elles produisent avec leurs hôtes coralliens.
Les récifs coralliens ont une grande valeur écologique, économique et esthétique. De nombreuses communautés en dépendent pour l’alimentation et le tourisme. Malgré cela, l’activité humaine met à rude épreuve ces communautés fragiles. Le réchauffement des océans, la pollution et l’acidification affectent tous cette relation symbiotique.
« De nombreux coraux sont particulièrement sensibles aux températures élevées », a expliqué Hu. « Au fur et à mesure que les océans se réchauffent, ils perdent des algues, meurent de faim en raison du manque de nutriments et meurent, un phénomène appelé blanchissement, car il laisse le squelette du corail d’un blanc fantomatique. »
Depuis plusieurs années, des équipes de chercheurs de Carnegie, dont Zheng et Hu, élucident les mécanismes moléculaires et cellulaires qui sous-tendent la symbiose corail-algues. La compréhension de ces processus pourrait éclairer les stratégies visant à prévenir le blanchissement et à promouvoir la résilience des coraux.
Dans cette nouvelle étude, les chercheurs – dont Yun Bai et Xiaobin Zheng de Carnegie – ont déployé des outils bioinformatiques et de biologie moléculaire sophistiqués pour révéler les premières étapes de la symbiose, au cours desquelles les algues sont absorbées dans le corail. Ils ont trouvé une molécule appelée LePin, que le corail sécrète. Il est concentré dans la bouche des coraux, où il peut se lier aux algues entrantes, les marquant pour leur absorption dans les cellules coralliennes.
« Comprendre comment les coraux disent quelles algues prendre est une étape importante dans la collecte d’informations qui nous aideront à atténuer le blanchissement des coraux », a déclaré Zheng.
LePin est conservé au cours de l’évolution parmi les coraux mous, les coraux durs et les anémones qui effectuent une symbiose avec les algues, ce qui signifie qu’il pourrait être une bonne cible pour les efforts visant à modifier génétiquement les coraux à risque pour augmenter leur résistance face aux augmentations de température.
« Acquérir une compréhension plus approfondie de LePin pourrait nous permettre de différencier comment certaines espèces de coraux sont mieux à même d’identifier et d’absorber les algues résistantes à la chaleur que d’autres », a expliqué Zheng. « Une fois isolées, les séquences LePin capables d’identifier des algues plus résistantes et plus résistantes à la chaleur pourraient être transplantées dans des populations de coraux vulnérables afin de réduire les événements de blanchiment. »
En 2020, Zheng a été sélectionné comme l’un des 15 scientifiques à avoir reçu une subvention hautement compétitive de la Fondation Gordon et Betty Moore pour soutenir la recherche sur la symbiose dans les systèmes aquatiques. Elle s’appuie sur la longue tradition de développement d’organismes modèles de Carnegie pour comprendre les mécanismes moléculaires de l’endosymbiose chez les coraux. Ces efforts illustrent comment les techniques biomédicales modernes peuvent être appliquées pour résoudre des défis écologiques urgents – une priorité de recherche pour Carnegie.
Ce travail a été soutenu par la Fondation Gordon et Betty Moore.
31/05/2023
Comprendre comment les coraux indiquent quelles algues prendre est une étape importante dans la collecte d’informations qui aideront les experts à atténuer le blanchissement des coraux
Une nouvelle recherche menée par Yixian Zhen et Minjie Hu de Carnegie révèle comment les cellules coralliennes marquent les algues amicales avant de les ingérer, initiant une relation mutuellement bénéfique. Ces informations pourraient guider les efforts de conservation des coraux de niveau supérieur.
Leurs travaux sont publiés dans Microbiologie naturelle.
Les coraux sont des invertébrés marins qui construisent de grands exosquelettes à partir desquels les récifs sont construits. Mais cette architecture n’est possible que grâce à une relation mutuellement bénéfique entre le corail et diverses espèces d’algues unicellulaires appelées dinoflagellés qui vivent à l’intérieur de cellules coralliennes individuelles. Ces algues convertissent l’énergie du soleil en nourriture en utilisant un processus appelé photosynthèse et elles partagent certains des nutriments qu’elles produisent avec leurs hôtes coralliens.
Les récifs coralliens ont une grande valeur écologique, économique et esthétique. De nombreuses communautés en dépendent pour l’alimentation et le tourisme. Malgré cela, l’activité humaine met à rude épreuve ces communautés fragiles. Le réchauffement des océans, la pollution et l’acidification affectent tous cette relation symbiotique.
« De nombreux coraux sont particulièrement sensibles aux températures élevées », a expliqué Hu. « Au fur et à mesure que les océans se réchauffent, ils perdent des algues, meurent de faim en raison du manque de nutriments et meurent, un phénomène appelé blanchissement, car il laisse le squelette du corail d’un blanc fantomatique. »
Depuis plusieurs années, des équipes de chercheurs de Carnegie, dont Zheng et Hu, élucident les mécanismes moléculaires et cellulaires qui sous-tendent la symbiose corail-algues. La compréhension de ces processus pourrait éclairer les stratégies visant à prévenir le blanchissement et à promouvoir la résilience des coraux.
Dans cette nouvelle étude, les chercheurs – dont Yun Bai et Xiaobin Zheng de Carnegie – ont déployé des outils bioinformatiques et de biologie moléculaire sophistiqués pour révéler les premières étapes de la symbiose, au cours desquelles les algues sont absorbées dans le corail. Ils ont trouvé une molécule appelée LePin, que le corail sécrète. Il est concentré dans la bouche des coraux, où il peut se lier aux algues entrantes, les marquant pour leur absorption dans les cellules coralliennes.
« Comprendre comment les coraux disent quelles algues prendre est une étape importante dans la collecte d’informations qui nous aideront à atténuer le blanchissement des coraux », a déclaré Zheng.
LePin est conservé au cours de l’évolution parmi les coraux mous, les coraux durs et les anémones qui effectuent une symbiose avec les algues, ce qui signifie qu’il pourrait être une bonne cible pour les efforts visant à modifier génétiquement les coraux à risque pour augmenter leur résistance face aux augmentations de température.
« Acquérir une compréhension plus approfondie de LePin pourrait nous permettre de différencier comment certaines espèces de coraux sont mieux à même d’identifier et d’absorber les algues résistantes à la chaleur que d’autres », a expliqué Zheng. « Une fois isolées, les séquences LePin capables d’identifier des algues plus résistantes et plus résistantes à la chaleur pourraient être transplantées dans des populations de coraux vulnérables afin de réduire les événements de blanchiment. »
En 2020, Zheng a été sélectionné comme l’un des 15 scientifiques à avoir reçu une subvention hautement compétitive de la Fondation Gordon et Betty Moore pour soutenir la recherche sur la symbiose dans les systèmes aquatiques. Elle s’appuie sur la longue tradition de développement d’organismes modèles de Carnegie pour comprendre les mécanismes moléculaires de l’endosymbiose chez les coraux. Ces efforts illustrent comment les techniques biomédicales modernes peuvent être appliquées pour résoudre des défis écologiques urgents – une priorité de recherche pour Carnegie.
Ce travail a été soutenu par la Fondation Gordon et Betty Moore.
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