Исследовательская группа, возглавляемая председателем HKUST, профессором отделения наук о жизни, профессором Пей-Юань Цяном и доцентом биологии HKBU доктором Цзянь-Вэнь Цю, опубликовала результаты исследования в международном академическом журнале Nature Ecology. Эволюция в начале апреля.Для исследования команда использовала образец, собранный в 2013 году во время участия доктора Цю в китайской пилотируемой подводной экспедиции Jiaolong в Южно-Китайском море. Глубоководные организмы, в том числе мидии, процветают в экстремальных условиях гидротермальных источников и холодных просачиваний, которые характеризуются высоким гидростатическим давлением, отсутствием продуктов питания, получаемых в результате фотосинтеза, переменными температурами и высокими концентрациями токсичных веществ.
Несмотря на их способность выживать в стрессовых условиях, нехватка геномных ресурсов препятствует пониманию их молекулярных механизмов адаптации.В ходе исследования был секвенирован геном глубоководной мидии Bathymodiolus platifrons, а также его мелководный родственник Modiolus philippinarum, собранный с местного берега моря в Тингкоке для сравнения геномных характеристик. Посредством филогенетического анализа группа исследователей обнаружила, что современные глубоководные мидии являются потомками мелководных мидий, а их предки мигрировали в глубокое море примерно 110 миллионов лет назад, что предоставило доказательства в поддержку гипотезы о том, что их предки пережили вымирание. событие во время глобального периода аноксии, связанного с палеоцен-эоценовым термическим максимумом, который произошел около 57 миллионов лет назад.
Сравнение геномов показало, что большое распространение нескольких семейств генов у глубоководных мидий может быть связано с их адаптацией к глубоководным условиям. Например, расширение «семейства белков теплового шока 70», семейства белков, которые вырабатываются клеткой в ответ на воздействие стрессовых условий, может помочь мидиям стабилизировать белковые структуры. Расширение «семейства переносчиков ABC», единицы транспортной системы, может усилить способность мидий перемещать токсичные химические вещества за пределы эпителиальных клеток жабр.Расширение семейств генов, связанных с иммунным распознаванием, эндоцитозом и каспазо-опосредованным апоптозом, указывает на адаптацию мидии к присутствию хемоавтотрофных эндосимбионтов в ее жабрах.
Дополнительный протеомный анализ жабр глубоководных мидий показывает питательную и энергетическую зависимость мидий от их метанотрофных симбионтов.Профессор Цянь сказал: «Исследование предоставило геномные ресурсы для понимания того, как глубоководные мидии адаптировались к абиотическим стрессам и недостатку продуктов питания, получаемых с помощью фотосинтеза, в глубоководной хемосинтетической среде. Общие механизмы симбиоза, выявленные в ходе исследования, следующие. имеют отношение к другим симбиотическим организмам, таким как глубоководные трубчатые черви и гигантские моллюски ».
Доктор Цю сказал: «Геномные ресурсы будут способствовать различным исследованиям, в том числе генетической связи между глубоководными популяциями, что имеет отношение к созданию глубоководных морских заповедников».