Een proces dat de regulatie van genen verandert, kan koralen helpen acclimatiseren aan de gevolgen van het broeikaseffect.

Cellen controleren gewoonlijk de genexpressie door een methylgroep toe te voegen aan een deel van het DNA, veranderen hoe de informatie op het DNA wordt gelezen zonder de genetische code te veranderen. Onderzoekers van KAUST wilden onderzoeken of DNA-methylatie een rol zou kunnen spelen bij het helpen van koralen om zich aan te passen aan klimaatverandering.

Ze plaatsten kolonies van het gladde bloemkoolkoraal, Stylophora pistillata, in zeewateraquaria met variërende zuurgraad gedurende twee jaar. Verzuring van de oceaan is een gevolg van klimaatverandering en belemmert het vermogen van koralen om het calciumcarbonaatskelet te produceren dat ze nodig hebben om hun structuren te behouden. De onderzoekers veronderstelden dat DNA-methylatie koralen in staat zou kunnen stellen deze effecten te verminderen door de manier waarop ze groeien te veranderen.

Na twee jaar, het team sequeneerde de genomen van de koralen en bepaalde veranderingen in methylatiepatronen.

"We hebben gemerkt dat koralen die onder meer zure omstandigheden zijn gekweekt een hogere DNA-methylatie hadden, " zegt geneticus Yi Jin Liew. "Genen met verhoogde methylering waren gerelateerd aan celgroei en stressrespons, maar niet tot verkalking zoals we aanvankelijk voorstelden, " hij zegt.

In lijn met deze bevinding, het team ontdekte dat de cel- en poliepgrootte in de koralen ook toenam met stijgende zuurgraad. "De koraalpoliepen zitten in kleine holtes, kelken genaamd, waarin ze zich kunnen terugtrekken voor bescherming, " legt moleculair bioloog Manuel Aranda uit. Grotere poliepen hebben grotere kelken. "Als de kelk groter is, het koraal heeft minder skelet nodig om in hetzelfde tempo te groeien. Ik noem dit de 'Zwitserse kaashypothese, ' waar het koraal grotere gaten maakt, zodat het minder kaas hoeft te maken, waardoor het met dezelfde snelheid kan groeien, ook al is de productie van het skelet verminderd." Deze eigenschap zou voordelig zijn in een omgeving waar concurrentie om ruimte en licht een belangrijke selectieve druk is.

De bevindingen geven aan dat DNA-methylatie kan worden gebruikt als een marker voor koraalstress. Dit epigenetische mechanisme kan ook worden gebruikt om koralen te laten groeien onder toekomstige oceaanomstandigheden om ze klaar te maken voor verhoogde temperaturen voordat ze op riffen worden geplaatst, zegt Aranda. Dit proces staat bekend als omgevingsverharding.

"We hopen dat onze bijdrage de huidige perceptie onder rifbiologen zal veranderen dat epigenetica niet veel bijdraagt ​​aan de veerkracht van koraal, "zegt Lies.

Het team is van plan om te onderzoeken of deze epigenetische veranderingen kunnen worden doorgegeven aan toekomstige generaties. "Het idee is redelijk revolutionair, "zegt Lies.