2017. szeptember 22. péntek
Móric, Ottó
Biotechnológia, molekuláris biológia és élettan az mRNS.hu-n

Az info@mrns.hu-ra küldhet linket vagy valamilyen anyagot, amit szeretne, ha hírként bemutatnánk.


Korábbi híreink  |   Keresés:

Kiválasztott hír:
Megosztás: Add az iWiW-hez Add a Facebook-hoz Add a Twitter-hez Add a Google Reader-hez Add a Startlaphoz
Korallok és baktériumok – barátok és ellenségek - 2013-07-29 12:44:12 Hozzászólás írása Hozzászólások száma 0 hozzászólás 
Korallok és baktériumok – barátok és ellenségek

A zátonyépítő korallok hatalmas telepeket alkothatnak, ebben apró szimbionta algáik segítik őket. Ám nem az algák az egyetlen szervezetek, melyeket a korallok beengednek a „bőrük alá”. Újabb kutatások szerint bizonyos baktériumok is lehetnek a lakótársaik. Egy nemzetközi kutatócsoport nemcsak azt mutatta ki, hogy milyen baktériumok élnek együtt a korallokkal, hanem azt is, hogy pontosan hol, és most arra a kérdésre keresik a választ, miért. Viszont a baktériumok nemcsak segítőik lehetnek a koralloknak, hanem betegségeket is okozhatnak nekik. Ausztrál kutatók vizsgálata szerint a korallok azért fel vannak készülve a baktériumok támadásaira, és ez a védekezés olyannyira hatékony, hogy az emlősöknél is fennmaradt.

Évtizedek óta ismert, hogy a legtöbb korall nem szeret egyedül élni. A zátonyépítő korallok szimbiotikus kapcsolatban élnek egysejtű algákkal, melyek fotoszintézisük révén tápanyaggal látják el a korallokat, valamint a mészkiválasztásban részt vesznek. Újabb vizsgálatok szerint baktériumok, gombák és vírusok is lehetnek a korallok „lakótársai”. Az azonban még kérdés, hogy ezek a mikroorganizmusok pontosan hol élnek, a korallok felszínén vagy mélyebben a szövetekben, és milyen szerepet töltenek be. Az amerikai Woods Hole Óceanográfiai Intézet (Woods Hole Oceanographic Institution, WHOI) és a Szaúd-arábiai King Abdullah Tudomány- és Műszaki Egyetem (King Abdullah University of Science and Technology, KAUST) kutatói ennek a kérdésnek jártak utána a Stylophora pistillata korallfaj és a vele együtt élő baktériumok esetében. Amy Apprill, a WHOI kutatója Christian Voolstra professzorral, a KAUST adjunktusával együtt vezette a kutatást, melynek eredményeit az Applied and Environmental Microbiology folyóirat közölte.1

A Stylophora pistillata egy zátonyépítő korall, mely a Vörös-tengerben, az Indiai-óceánban és a Csendes-óceán nyugati részén él. A kutatók Vörös-tengerben élő példányokból gyűjtöttek mintákat, melyekből kivonták a DNS-t. Újgenerációs és hagyományos (Sanger-féle) szekvenálással, a 16S riboszómális RNS gén alapján meg tudták határozni, hogy a korallokkal együtt élő baktériumközösségeket milyen fajok alkotják, és azok mekkora mennyiségben vannak jelen. Kiderült, hogy két baktériumnemzetség, az Endozoicomonas és a Burkholderia tagjai uralják a közösséget. A kutatók ugyanarról a területről származó, másik két korallfaj baktériumközösségét is megvizsgálták, és az Endozoicomonas ezekben a közösségekben is domináns volt. Sőt korábbi kutatások során kapott szekvencia adatokból kiderült, hogy további tizenegy, más tengerekben például a Nagy-Korallzátony területén élő korallfaj áll kapcsolatban ezekkel a baktériumokkal. Mindegyik korallfajnak saját Endozoicomonas törzse van, mely a többi korallnál nem található meg. Adott korallfaj mindig a saját törzsével fordul elő különböző földrajzi területeken is, ami a baktériumok és korallok közti koevolúcióra utal.

Ezek után a kutatók azt igyekeztek kideríteni, hogy a baktériumok hol találhatóak meg a korallon belül. Ehhez Endozoicomonasr-a specifikus oligonukleotid próbákat terveztek, melyek az Endozoicomonas baktériumok DNS-éhez kötődve világítottak. Ez a módszer fluoreszcens in situ hibridizáció, amely megmutatta, hogyan és hol helyezkednek el a baktériumok a korallon belül. A baktériumokat a korallok űrbelét bélelő sejtrétegben, a szimbionta algákhoz közel találták meg, és az is kiderült, hogy nem egyedülálló sejtekként élnek, hanem csoportokat alkotnak.

Az eredmények alapján tehát az Endozoicomonas baktériumok fontos szerepet töltenek be a korallok életében. De vajon mi ez a szerep, és milyen előnye származik a kapcsolatból a két félnek?

Apprill azt gyanítja, hogy a baktériumok a korallok egészségének megőrzésében lehetnek fontosak, mégpedig azáltal, hogy segítenek a korallnak a tápanyagok körforgalmában. Ennek kiderítésére kollégáival együtt új kísérleteket tervez, melyekhez az emberi bakteriális mikrobiom tanulmányokat veszik alapul. A bizonyos funkciókhoz köthető géneket vizsgálják majd meg a különböző korallfajok baktériumközösségeiben élő Endozoicomonas baktériumokban.

A baktériumok és a korallok kapcsolatának megértése kritikusnak bizonyulhat, mivel a korallok természetes élőhelyükön számos veszéllyel néznek szembe. „A korallok nagyon érzékenyek a klímaváltozás, a tengerparti fejlesztések és a túlhalászás hatásaira,” - magyarázta Apprill. „Azért, hogy a kutatók megjósolhassák a korallok jövőbeli sikerét, meg kell érteniük alapvető biológiájukat, többek között azt, hogy mikroorganizmusaik hogyan segíthetnek nekik egészségük megőrzésében.”

A baktériumok azonban nemcsak segíthetik a korallokat. Egyes baktériumok betegséget okozhatnak, ami ellen a korallok hatékony védelmet alakítottak ki. Ezeket az immunfolyamatokat vizsgálta az Ausztrál Kutatási Tanács korallzátonyok tanulmányozásával foglalkozó kiválósági központjának (Australian Resuscitation Council Centre of Excellence for Coral Reef Studies, CoECRS) kutatócsoportja David Miller professzor vezetésével. Az eredményeiket bemutató cikk a BMC Genomics folyóiratban jelent meg.2

A kutatók a Nagy-Korallzátonyból származó Acropora millepora koralltelepeket tanulmányoztak. Egy-egy szélső korallpolipot injekcióztak be baktériumok sejtfalából származó vegyülettel valamint egy, a vírusok kettős szálú RNS-ének szerkezetét utánzó vegyülettel. Egy órával később kinyerték az állatok sejtjeinek teljes átíródott mRNS tartalmát, majd újgenerációs szekvenálással meghatározták e molekulák bázissorrendjét. Így meg tudták állapítani, hogy a korall több, mint 20000 génje közül melyek expressziójában történt változás a kétféle vegyület hatására.


Acropora millepora, forrás


Mindössze 15 gén volt az, mely mind a kétféle kezelésre reagált. Érdekes módon baktériumvegyület hatására 36 gén expressziója fokozódott, tizenhaté pedig csökkent, ezzel szemben a vírus RNS-t utánzó vegyülettel kezelt egyedekben több gén átíródása csökkent, mint amennyié nőtt. Az igazán érdekes felfedezés azonban az volt, hogy a baktériumokból származó vegyület specifikusan három olyan gén esetében váltott ki erős pozitív választ, melyek homológjai az emlősökben is megvannak. Ezek a gének a GiMAP géncsalád tagjai, és az emlősökben szintén a baktériumok elleni immunfolyamatokban vesznek részt. Úgy tűnik, hogy GiMAP géncsalád tagjai ősi eredetűek, ami alapján feltételezhető, hogy a baktériumok elleni védekezésben olyan hatékony szerepet töltenek be, amit az evolúció során érdemes volt megtartani. Ugyanakkor ezek a gének az evolúció során egyes leszármazási vonalakból, így a fonalférgekből és az ízeltlábúakból elvesztek.

A korall betegségek egyre gyakrabban fordulnak elő a világon, ami a kutatók szerint az emberi tevékenységek hatása. A korallok immunfolyamatainak valamint a korallok és baktériumok kapcsolatának megértésével pontosabb képet kaphatunk a korallok sérülékenységéről, és arról, hogy pusztulásukhoz mi, emberek milyen mértékben járulunk hozzá.

Forrás: Phys.org,
Kép

1. Bayer, T, Neave, MJ, Alsheikh-Hussain, A, Aranda, M, Yum, LK, Mincer, T, Hughen, K, Apprill, A, Voolstra, CR (2013): The microbiome of the Red Sea coral Stylophora pistillata is dominated by tissue-associated Endozoicomonas bacteria. Applied and Environmental Microbiology, 79 (15): 4759 – 4762,
doi:10.1128/AEM.00695-13.


2. Weiss, Y, Forêt, S, Hayward, DC, Ainsworth, T, King, R, Ball, EE, Miller, DJ (2013): The acute transcriptional response of the coral Acropora millepora to immune challenge: expression of GiMAP/IAN genes links the innate immune responses of corals with those of mammals and plants. BMC Genomics, doi:10.1186/1471-2164-14-400.

2013. július 29.

Duleba Mónika
Cikk ajánlása » email:
Hozzászólás írása
Hozzászólás
 

Értékelések száma: 4, Cikk értéke (1-10):


Értékelje ezt a cikket! 


Hirdetés
Email cím:
Jelszó:

Regisztráció »
Elfelejtett jelszó »
Portálunk oldalai megfelelnek az egészségügyi információk megbízhatóságát és hitelességét garantáló HONcode előírásainak. Ezt: itt ellenőrizheti
Portálunk oldalai megfelelnek az egészségügyi információk megbízhatóságát és hitelességét garantáló HONcode előírásainak. Ezt:
itt ellenőrizheti
.
Oldal ajánlása (email):
Az ajánlót küldi (név):
Hirdetés