Modeldieren, zoals muizen en fruitvliegen, hebben wetenschappers krachtige inzichten gegeven in hoe celbiologie werkt. Modeldieren zijn echter slechts een richtlijn en het kan riskant zijn om bevindingen over dieren te generaliseren door een selectie van modelorganismen te bestuderen.

Cysteïne is een belangrijk aminozuur dat wordt gebruikt in meerdere biologische processen, waaronder metabolisme en eiwitsynthese. Bij dieren werd gedacht dat de biosynthese van cysteïne uitsluitend werd gecreëerd via de transsulfuratieroute, met het cystathionine-β-synthase (CBS) -enzym als een belangrijke speler. Eerder onderzoek wees echter uit dat het CBS-gen verloren was gegaan in koralen van het geslacht Acropora. De suggestie was dat deze koralen zelf geen cysteïne konden produceren en moesten vertrouwen op symbiotische relaties met algen om het te ontvangen.

"We waren niet op zoek naar mogelijke cysteïne-biosynthese in Acropora", zegt postdoc Octavio Salazar, die aan een Centre Partnership Fund-project werkte met hoofdonderzoeker Manuel Aranda van KAUST en collega's van het Australian Institute of Marine Science. "We genereerden een hoogwaardig genoom van het koraal Acropora loripes als een waardevolle genomische hulpbron voor toekomstig onderzoek."

Nu het genoom met hoge resolutie compleet was, besloot het team te kijken of ze konden bevestigen dat het CBS-gen inderdaad ontbrak. Salazar kon geen spoor van het gen vinden op de plaats waar het moest zijn, maar hij en zijn collega's waren er niet van overtuigd dat het koraal geen andere manier had om cysteïne te synthetiseren.

"Ik begon in het genoom te zoeken naar genen die coderen voor enzymen die lijken op die in andere bekende cysteïne-biosyntheseroutes, zoals die in schimmels en bacteriën worden gevonden", zegt Salazar. "Ik was nogal verrast om twee enzymen in het koraal te vinden die overeenkomsten vertonen met een recentelijk geïdentificeerd alternatief cysteïne-biosynthesepad in schimmels."

Om te bevestigen dat de enzymen die door deze koraalgenen worden gecodeerd cysteïne in vivo kunnen synthetiseren, gebruikten de onderzoekers gistmutanten zonder cysteïnebiosynthesevermogen en gaven ze de overeenkomstige Acropora-genen. De mutanten begonnen cysteïne te produceren.

Verder ontdekte het KAUST-team dat beide genen aanwezig waren in de genomen van alle dierlijke phyla, met uitzondering van gewervelde dieren, geleedpotigen en nematoden - de precieze drie groepen waar de meest voorkomende diermodelorganismen vandaan komen.

"Deze studie bewijst de waarde van een open geest als het gaat om het bestuderen van levende wezens", zegt Aranda. "Soms kan kennis je in een hokje plaatsen; als je gegevens analyseert met alleen wat je denkt te weten, mis je misschien iets. Ons Acropora-genoom zal enorm waardevol zijn voor toekomstige studies en wie weet kan het andere onverwachte details onthullen langs de manier."

De studie verschijnt in Science Advances . + Verder verkennen

Vergelijking van de genomen van twee soorten koraal toont onverwachte genetische diversiteit