En process som förändrar regleringen av gener kan hjälpa koraller att acklimatisera sig till effekterna av den globala uppvärmningen.

Celler kontrollerar vanligtvis genuttryck genom att lägga till en metylgrupp till en del av DNA:t, ändra hur informationen på DNA läses utan att ändra dess genetiska kod. Forskare vid KAUST ville undersöka om DNA-metylering kan spela en roll för att hjälpa koraller att anpassa sig till klimatförändringar.

De placerade kolonier av den släta blomkålskorallen, Stylophora pistillata, i havsvattenakvarier med varierande surhetsnivåer under två år. Havsförsurning är en konsekvens av klimatförändringar och hindrar korallernas förmåga att producera kalciumkarbonatskelett som de behöver för att behålla sina strukturer. Forskarna antog att DNA-metylering kan tillåta koraller att mildra dessa effekter genom att förändra hur de växer.

Efter två år, teamet sekvenserade genomerna av korallerna och bestämde förändringar i metyleringsmönster.

"Vi märkte att koraller odlade under surare förhållanden hade högre nivåer av DNA-metylering, " säger genetikern Yi Jin Liew. "Gener med ökad metylering var relaterade till celltillväxt och stressrespons, men inte till förkalkning som vi först föreslog, " han säger.

I linje med detta fynd, teamet upptäckte att cell- och polypstorlekarna i korallerna också ökade med stigande surhet. "Korallpolyperna sitter i små håligheter som kallas blomkålar där de kan dra sig tillbaka för att skydda sig, " förklarar molekylärbiolog Manuel Aranda. Större polyper har större blomkålar. "Om blomkålen är större, korallen behöver producera mindre skelett för att växa i samma takt. Jag kallar detta hypotesen för schweizisk ost, ' där korallen gör större hål så att den behöver göra mindre ost, som gör att den växer i samma hastighet även om skelettproduktionen är försämrad." Denna egenskap skulle vara fördelaktig i en miljö där konkurrens om utrymme och ljus är ett viktigt selektivt tryck.

Fynden indikerar att DNA-metylering kan användas som en markör för korallstress. Denna epigenetiska mekanism kan också utnyttjas för att odla koraller under framtida havsförhållanden för att förbereda dem för ökade temperaturer innan de placeras på rev, säger Aranda. Denna process är känd som miljöhärdning.

"Vi hoppas att vårt bidrag kommer att förändra den nuvarande uppfattningen bland revbiologer att epigenetik inte bidrar mycket till korallresiliens, säger Liew.

Teamet planerar sedan att undersöka om dessa epigenetiska förändringar kan överföras till framtida generationer. "Idén är ganska revolutionerande, säger Liew.