Коралловые рифы имеют огромное экологическое и экономическое значение, но основные организмы, лежащие в их основе, твердые кораллы, все чаще сталкиваются с рядом проблем, включая закисление океана и повышение температуры морской воды. Эти кораллы существуют в симбиотических отношениях с водорослями, известными как Симбиодиниум.
Ни один организм не может выжить без здорового присутствия другого. Симбиодиниум получает CO2 и стабильную безопасную среду обитания от коралла-хозяина, в то время как коралл извлекает выгоду из кислорода и питательных веществ, производимых симбионтом. Чтобы получить точное представление о молекулярных механизмах, лежащих в основе биологии кораллов, необходима геномная информация как о коралле-хозяине, так и о симбионте водорослей.В 2011 году Отдел морской геномики впервые расшифровал геном коралла Acropora digitifera размером примерно 420 мегабайт.
Одним из ключевых открытий было то, что, в отличие от некоторых других кораллов, Acropora, по-видимому, не имеет фермента, необходимого для биосинтеза цистеина, что подразумевает зависимость этого коралла от его симбионтов, включая симбиодиниум, для этой аминокислоты.Водоросли, живущие в симбиозе с кораллами, имеют чрезвычайно большие ядерные геномы — от 1500 до 24 500 мегабайт. Команда OIST выбрала Symbiodinium minutum в качестве цели из-за разумного размера его генома в 1500 мегабаз. Это примерно половина человеческого генома.
Используя мощные возможности секвенирования следующего поколения в OIST, команда в сотрудничестве с исследователями из Японии и Америки смогла впервые расшифровать геном и обнаружила, что геном водорослей обладает уникальными и расходящимися характеристиками по сравнению с геномами других водорослей. многоклеточные организмы.Группе OIST удалось впервые установить геномную информацию как коралла-хозяина, так и симбионта. Эта информация значительно облегчит исследования биологии кораллов. Например, можно будет выяснить, реагируют ли кораллы или симбионты первыми на изменения окружающей среды, такие как повышение температуры морской воды.
Точно так же исследователи могут проверить, реагируют ли кораллы на различные стрессы с помощью аналогичного молекулярного механизма или различных механизмов. Эти области исследований значительно облегчаются тем, что оба генома расшифровываются в одной лаборатории.