Skip to main content

The functional significance of sex and death in phytoplankton differentiation

Article Category

Article available in the folowing languages:

Mikroskopijna alga z dużym potencjałem

Europejscy naukowcy przeprowadzają badania genetyczne fitoplanktonu, który funkcjonuje jako pochłaniacz dwutlenku węgla i produkuje gaz o istotnym znaczeniu dla klimatu. Ustalenie genów odpowiedzialnych za przetrwanie fazy płciowej będzie stanowić rozwiązanie tajemnicy odtworzenia populacji i utworzenia nowych zakwitów.

Zdrowie

Maleńka alga, Emiliana huxleyi (E. huxleyi), o złożonym cyklu życia, odgrywa dużą rolę w biogeochemii naszych oceanów. Pełniąc ważną rolę jako globalny pochłaniacz dwutlenku węgla, wapienne płytki tworzą w fazie diploidalnej cyklu życia powierzchniowy pancerz komórkowy z charakterystycznymi mleczno-białymi zakwitami. E. huxleyi produkuje również siarczek dimetylu (DMS), który funkcjonuje jako jądro nukleacji kropli chmurowych i może zatem odgrywać kluczową rolę w globalnej homeostazie. W kolejnej fazie cyklu życia, tj. fazie płciowej lub haploidalnej, tworzone są gamety czy też komórki płciowe całkowicie odporne na ataki wirusów, które mogą zupełnie zniszczyć zakwit. Dzięki świadomości europejskich badaczy co do znaczenia regulacji klimatu, celem finansowanego przez UE projektu "Funkcjonalne znaczenie płci i śmierci w rozróżnianiu fitoplanktonu" (Funsex-Dephynd) była analiza różnic pomiędzy fazami płciową i niepłciową oraz wyjaśnienie reakcji na stres i gwałtowny wzrost tego morskiego fitoplanktonu. Za pomocą głębokiego sekwencjonowania metodą Sangera, zespół projektowy oszacował, że istnieje ponad 20 000 ekspresji genów w fazie zakwitu E. huxleyi, a połowa z nich może mieć inną ekspresję w fazie płciowej. Naukowcy zidentyfikowali również wszystkie istotne geny związane z wapnieniem w fazie diploidalnej. W fazie haploidalnej występuje bardzo wyraźna ekspresja genów, w wyniku której powstają wici umożliwiające poruszanie się komórkom płciowym niektórych szczepów. W ramach projektu Funsex-Dephynd przeprowadzono również analizę skutków deficytu fosforu (P) i azotu (N) w dwóch fazach cyklu życia za pomocą mikromacierzy. Haploidalne komórki płciowe wykazują większą tolerancję na niski poziom fosforu niż komórki diploidalne, a naukowcy zidentyfikowali zmiany w ekspresji genów odpowiedzialnych za te różnice. Porównania w zakresie całego genomu pozwoliły również na odkrycie znacznych różnic pomiędzy odmiennymi szczepami E. huxleyi – ustalono, że 70 szczepów w wodach ciepłych utraciło możliwość tworzenia wici. Szczepy w bardziej umiarkowanych klimatach zachowały pełny cykl życia. W instytucie genomiki Joint Genome Institute zakończono ostatnio analizę całej sekwencji E. huxleyi; postgenomiczne badania odgrywają ważną rolę w analizie funkcji genów i ich zastosowaniach. Wyniki projektu posłużą jako wsparcie w badaniach nad fitoplanktonem, który ma kluczowe znaczenie w regulacji klimatu.

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania