_ Studiul geneticii macroalgelor pune în lumină modul în care algele marine a devenit multicelular

O scufundare profundă în genetica macroalgelor a descoperit bazele genetice care au permis macroalgelor sau „algelor marine” să evolueze multicelularitatea. Trei linii de macroalge au dezvoltat multicelularitate independent și în perioade de timp foarte diferite, prin dobândirea de gene care permit adeziunea celulară, formarea matricei extracelulare și diferențierea celulară, raportează cercetătorii în revista Molecular Plant.

În mod surprinzător, multe dintre aceste multicelulare. -genele activatoare au avut origini virale. Studiul, care a crescut numărul total de genomi macroalge secvenționați de la 14 la 124, este primul care investighează evoluția macroalgelor prin prisma genomicii.

„Aceasta este o resursă genomică mare care va deschide ușa pentru multe alte studii”, spune co-autorul și biologul algelor Alexandra Mystikou de la Universitatea din New York Abu Dhabi și Institutul de Inovare Tehnologică, Emiratele Arabe Unite. „Macroalgele joacă un rol important în reglementarea climatică globală și în ecosisteme și au numeroase aplicații comerciale și de ecoinginerie, dar până acum nu existau multe informații despre genomul lor.”

Macroalgele trăiesc în ambele. apa dulce și de mare și sunt organisme multicelulare complexe, cu organe și țesuturi distincte, spre deosebire de microalgele, care sunt microscopice și unicelulare. Există trei grupuri principale de macroalge - roșii (Rhodophyta), verzi (Chlorophyta) și maro (Ochrophyta) - care au evoluat independent multicelularitatea în momente foarte diferite și în condiții de mediu foarte diferite. Rodofitele și clorofitele au evoluat ambele multicelulare cu peste un miliard de ani în urmă, în timp ce ochrofitele au devenit multicelulare doar în ultimii 200.000 de ani.

Pentru a investiga evoluția multicelularității macroalgale, cercetătorii au secvențiat 110 noi genomi de macroalge din 105 specii diferite originare. din habitate de apă dulce și sărată în diverse geografii și clime.

Cercetătorii au identificat mai multe căi metabolice care disting macroalgele de microalge, dintre care unele pot fi responsabile pentru succesul speciilor de macroalge invazive. Multe dintre aceste gene metabolice par să fi fost donate de viruși care infectează algele, iar genele cu origine virală au fost predominante în special în algele brune evoluate mai recent.

Ei au descoperit că macroalgele au dobândit multe gene noi care sunt nu sunt prezente în microalge pe drumul lor către multicelularitate. Pentru toate cele trei linii, achizițiile cheie au inclus gene implicate în adeziunea celulară (care permite celulelor să se lipească împreună), diferențierea celulară (care permite diferitelor celule să dezvolte funcții specializate), comunicarea celulară și transportul intercelular.

De asemenea, echipa a identificat. alte caracteristici care erau distincte între liniile de macroalge. Ei au observat mult mai multă diversitate între diferitele specii de Rhodophyte, care au evoluat mai întâi multicelularitatea și, prin urmare, au avut mai mult timp pentru a diverge. Ei au descoperit, de asemenea, că clorofitele împărtășesc multe caracteristici genomice cu plantele terestre, sugerând că aceste gene ar fi putut fi deja prezente în ultimul strămoș comun al clorofiților și al plantelor.

„În niciun caz nu am explorat exhaustiv tot ceea ce există în aceste genomi”, spune autorul principal și biologul de sisteme Kourosh Salehi-Ashtiani de la Universitatea din New York Abu Dhabi. „Există o mulțime de informații pe care nu le-am atins în lucrarea de față care pot fi extrase de oricine este interesat.”

Cercetătorii cercetează deja setul de date pentru a investiga adaptările de mediu și de habitat în rândul macroalgelor. . În viitor, ei speră să secvențeze și să analizeze și mai mulți genomi de macroalge.

„Vrem să explorăm unele dintre aceste caracteristici mai detaliat, adică mai mulți genomi dacă putem pune mâna pe ele”, spune Salehi- Ashtiani.

(Fluierul)