En speciell gen har visat sig av KAUST-forskare hjälpa värmetoleransen hos en alg som lever symbiotiskt med koraller, vilket potentiellt skulle kunna hjälpa Röda havets koraller att anpassa sig till viss uppvärmning.

Symbiodinium är en encellig alg som förser sin korallvärd med fotosyntetiska produkter i utbyte mot näringsämnen och skydd. Dock, höga havstemperaturer kan orsaka nedbrytning av detta symbiotiska förhållande och leda till utbredd utvisning av Symbiodinium från värdvävnader, en händelse som kallas korallstrandning. Om blekta koraller inte återhämtar sig, de svälter ihjäl, lämnar bara deras vita, kalciumkarbonat exoskelett.

Nu, forskare från KAUST har identifierat speciella gener, kallade retrotransposoner, vilket skulle kunna hjälpa algerna att snabbare anpassa sig till värmestress.

Laget, ledd av postdoc Jit Ern Chen och doktorand Guoxin Cui, genomfört analyser för att ta reda på vilka gener som slogs på eller av när Symbiodinium utsattes för värmestress. Förvånande, de flesta gener som vanligtvis förknippas med värmestress stängdes av, medan ett litet antal retrotransposoner aktiverades.

Retrotransposoner är små genetiska sekvenser som har förmågan att replikera och positionera sig på nya platser i värdens genom. "Förmågan hos retrotransposoner att kopiera sig själva och integrera dessa nya kopior i värdgenomet gör dem till genetiska parasiter, " säger genetiker och huvudforskare, Manuel Aranda. "Varje integrationshändelse är i grunden en ny mutation i värdgenomet. Mycket ofta inaktiverar eller stör dessa nya kopior värdgener. ibland kan de också förändra hur vissa gener beter sig. De är ofta dåliga, som de flesta mutationer, men vissa kan ge fördelaktiga effekter."

Aranda och hans team föreslår att aktiveringen och replikeringen av Symbiodiniums retrotransposoner som svar på värmestress kan leda till ett snabbare evolutionärt svar, "eftersom att producera fler mutationer ökar chansen att generera en fördelaktig sådan som gör att symbionterna bättre kan hantera denna specifika stress, " förklarar Aranda.

Teamet planerar sedan att undersöka korallgenom för att ta reda på om de också har retrotransposoner som aktiveras som svar på värmestress. "Om de gör det, det skulle betyda att de kanske skulle kunna anpassa sig genetiskt snabbare än vi trodde, säger Aranda.

De planerar också att undersöka möjligheten att "kapa" retrotransposonernas molekylära maskineri för att konstruera mer motståndskraftiga genom i både Symbiodinium och deras korallvärdar.