由卡内基的 Yixian Zhen 和 Minjie Hu 领导的新研究揭示了珊瑚细胞如何在摄取友好的藻类之前对其进行标记，从而建立互惠互利的关系。这些信息可以指导下一级珊瑚保护工作。
他们的工作发表在《自然微生物学》上。
珊瑚是海洋无脊椎动物，它们可以建造大型外骨骼，从而构成珊瑚礁。但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单细胞藻类(称为鞭毛藻)之间存在互惠互利的关系。这些藻类通过称为光合作用的过程将太阳的能量转化为食物，并且它们与珊瑚宿主共享它们产生的一些营养。
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，人类活动仍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，”胡解释道。“随着海洋升温，它们会失去藻类，因缺乏营养而饿死，然后死去，这种现象称为白化，因为它使珊瑚骨架看起来像幽灵般的白色。”
多年来，包括 Zheng 和 Hu 在内的卡内基研究团队一直在阐明支持珊瑚藻共生的分子和细胞机制。了解这些过程可以为防止白化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 在内的研究人员利用复杂的生物信息学和分子生物学工具来揭示共生的早期步骤，在此期间藻类被吸收到珊瑚中。他们发现了珊瑚分泌的一种叫做 LePin 的分子。它集中在珊瑚的嘴里，在那里它可能与进入的藻类结合，标记它们以吸收到珊瑚细胞中。
“了解珊瑚如何分辨吸收哪些藻类是收集有助于我们减轻珊瑚白化的信息的重要一步，”郑说。
LePin 在与藻类共生的软珊瑚、石珊瑚和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，可以通过基因工程对高危珊瑚进行改造，以提高它们在温度升高时的抵抗力。
“更深入地了解 LePin 可以使我们能够区分某些珊瑚物种如何比其他物种更好地识别和吸收耐热藻类，”郑解释说。“一旦分离出来，能够识别更坚硬和更耐热的藻类的 LePin 序列就可以移植到脆弱的珊瑚种群中，以减少白化事件。”
2020 年，郑被选为 15 位科学家之一，获得了戈登和贝蒂摩尔基金会提供的极具竞争力的资助，以支持水生系统共生研究。她一直在建立卡内基长期以来模式生物发展的传统，以了解珊瑚内共生的分子机制。这些努力说明了现代生物医学技术如何应用于解决紧迫的生态挑战——卡内基的研究重点。
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