Een kernset van hittestress-responsgenen is geïdentificeerd in anemonen in een onderzoek dat ook de rol benadrukt van symbiotische algen bij het omgaan met temperatuur, een belangrijke openbaring voor het plannen van instandhoudingsinspanningen.

Onderzoekers van het Red Sea Research Center van KAUST hebben geprofileerde gentranscripten en eiwitten tot expressie gebracht door zeeanemonen - drie stammen van het modelorganisme Aiptasia pallida - van locaties die het hele jaar door verschillende temperaturen ervaren:North Carolina, Hawaï en de Rode Zee.

Het onderzoeksteam vond significante verschillen tussen het transcriptoom en het proteoom van een stam bij de basislijntemperatuur en zelfs meer uitgesproken verschillen in hun hittestressrespons. Dit komt overeen met recente bevindingen dat transcript- en eiwitprofielen niet altijd overeenkomen, benadrukt de noodzaak om beide reacties te bestuderen.

Het team identificeerde een kernset van 170 responsieve genen in alle drie de stammen, waarvan vele gerelateerd waren aan het omgaan met oxidatieve stress. Zoals verwacht, anemonen uit de Rode Zee hadden de beste hittetolerantie en vertoonden ook meer oxidatieve stressgenen. Echter, door verschillende stammen bij dezelfde temperatuur te vergelijken in plaats van het effect van verschillende temperaturen op een enkele stam, de onderzoekers ontdekten dat de sterkste expressie van genen voor oxidatieve stress in de North Carolina-stam was. "Dit was een grote verrassing omdat het ons liet zien dat de Rode Zee-soort zelf niet echt het beste vermogen had om te reageren op oxidatieve stress, " zegt Maha Cziesielski, hoofdauteur van de studie.

Tot nu, moleculaire studies hebben zich alleen gericht op de anemonen. Toen het team de symbiotische algen testte die in de anemonen leven, ze ontdekten dat de symbionten de reactiepatronen in de gastheren aanstuurden. De Rode Zee-symbiont produceerde de minst reactieve zuurstof, wat oxidatieve stress veroorzaakt. "Dus zelfs als alle drie de stammen dezelfde antioxidantcapaciteit hadden, de Rode Zee-soort zou waarschijnlijk het beste aankunnen, simpelweg omdat het over het algemeen minder bekend zou zijn dankzij de symbiont, ' zegt Cziesielski.

"Transcriptomische gegevens kunnen ons heel goed inzicht geven in belangrijke veranderingen in regelgevende mechanismen, " zegt Cziesielski, "maar we moeten deze op fysiologisch niveau valideren, want dat is wat ons echt vertelt over het vermogen van het organisme om te reageren."

Hoewel deze bevindingen kunnen helpen bij het behoud van anemonen en koralen, het belang van de symbiont kan een uitdaging vormen. De gastheer-symbiont-relatie is verfijnd door evolutie, en hoewel koralen van symbionten kunnen wisselen, "je kunt niet zomaar een symbiont nemen die je leuk vindt, stel het koraal eraan bloot en verwacht dat het het oppakt, ', zegt Czielsielski.