珊瑚标记友好的藻类以供摄入 揭示了可能的保护目标

由卡内基的甄一贤和胡敏杰领导的新研究揭示了珊瑚细胞在摄入友好藻类之前如何标记它们，从而建立互惠互利的关系。这些信息可以指导下一级的珊瑚保护工作。

他们的工作发表在Nature Microbiology上。

珊瑚是海洋无脊椎动物，它们会建造大型外骨骼，从中建造珊瑚礁。但是，这种结构之所以成为可能，是因为珊瑚与生活在单个珊瑚细胞内的各种称为甲藻的单细胞藻类之间存在互利关系。这些藻类使用称为光合作用的过程将太阳的能量转化为食物，它们与珊瑚宿主共享它们产生的一些营养物质。

珊瑚礁具有巨大的生态、经济和美学价值。许多社区依靠它们提供食物和旅游。尽管如此，人类活动正在给这些脆弱的社区带来压力。海洋变暖、污染和酸化都会影响这种共生关系。

“许多珊瑚对高温特别敏感，”胡解释说。“随着海洋升温，它们会失去藻类，由于缺乏营养而挨饿，并死亡，这种现象称为漂白，因为它使珊瑚骨架看起来像幽灵般的白色。

几年来，包括郑和胡在内的卡内基研究小组一直在阐明珊瑚 - 藻类共生的分子和细胞机制。了解这些过程可以为防止漂白和促进珊瑚恢复力的策略提供信息。

在这项新研究中，包括卡内基的Yun Bai和Xiaobin Zheng在内的研究人员部署了复杂的生物信息学和分子生物学工具，以揭示共生的早期步骤，在此期间藻类被吸收到珊瑚中。他们发现了一种叫做LePin的分子，珊瑚会分泌这种分子。它集中在珊瑚的嘴里，在那里它可以与进入的藻类结合，标记它们被珊瑚细胞吸收。

“了解珊瑚如何分辨出哪种藻类是收集信息的重要一步，这将有助于我们减轻珊瑚白化，”郑说。

LePin在软珊瑚，石珊瑚和与藻类共生的海葵中在进化上是保守的，这意味着它可能是一个很好的目标，用于对濒危珊瑚进行基因工程改造，以增加其在面对温度升高时的耐寒性。

“对LePin有更深入的了解可以让我们区分某些珊瑚物种如何比其他珊瑚更好地识别和吸收耐热藻类，”郑解释说。“一旦分离出来，能够识别更耐寒和更耐热藻类的LePin序列可以移植到脆弱的珊瑚种群中，以减少漂白事件。