Международная группа ученых из Института океанологии Китайской академии наук и Университета Коннектикута совершила прорыв в понимании молекулярных механизмов, позволяющих динофлагеллятам выживать в состоянии покоя десятилетиями. Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances 7 февраля.
Динофлагелляты играют ключевую роль в водных экосистемах и являются основными виновниками вредоносного цветения водорослей. Эти микроорганизмы способны формировать покоящиеся цисты, сохраняющие жизнеспособность в морских отложениях до 150 лет.
Используя специфичный для мРНК динофлагеллят сплайсированный лидер (DinoSL) в качестве молекулярного маркера и технологию секвенирования отдельных молекул в реальном времени, исследователи создали три библиотеки кДНК из природных цист.
Анализ показал, что большинство генов, связанных с основными метаболическими и регуляторными путями, остаются транскрипционно активными в цистах. При этом активность генов фотосинтеза значительно снижена. По словам профессора Тан Инчжуна, «широкий спектр активных метаболических процессов в погребенных цистах указывает на важнейшие молекулярные механизмы поддержания состояния покоя».
Метатранскриптомный анализ и лабораторные эксперименты выявили усиление процессов аутофагии во время покоя цист. Это свидетельствует о том, что альтернативная генерация энергии и переработка клеточных ресурсов являются критически важными стратегиями выживания.
Исследование установило ключевую роль классических фитогормонов в регуляции покоя цист. Абсцизовая кислота (АБК) и гибберелловая кислота (ГК) действуют антагонистически. Низкая температура и темнота, характерные для морских отложений, стимулируют биосинтез АБК и подавляют накопление ГК, что обеспечивает глубокий покой цист.
Полученные результаты существенно расширяют понимание жизненного цикла динофлагеллят и механизмов их длительного выживания. Это имеет важное значение для прогнозирования и контроля вредоносного цветения водорослей в морских экосистемах.
Изображение носит иллюстративный характер
Динофлагелляты играют ключевую роль в водных экосистемах и являются основными виновниками вредоносного цветения водорослей. Эти микроорганизмы способны формировать покоящиеся цисты, сохраняющие жизнеспособность в морских отложениях до 150 лет.
Используя специфичный для мРНК динофлагеллят сплайсированный лидер (DinoSL) в качестве молекулярного маркера и технологию секвенирования отдельных молекул в реальном времени, исследователи создали три библиотеки кДНК из природных цист.
Анализ показал, что большинство генов, связанных с основными метаболическими и регуляторными путями, остаются транскрипционно активными в цистах. При этом активность генов фотосинтеза значительно снижена. По словам профессора Тан Инчжуна, «широкий спектр активных метаболических процессов в погребенных цистах указывает на важнейшие молекулярные механизмы поддержания состояния покоя».
Метатранскриптомный анализ и лабораторные эксперименты выявили усиление процессов аутофагии во время покоя цист. Это свидетельствует о том, что альтернативная генерация энергии и переработка клеточных ресурсов являются критически важными стратегиями выживания.
Исследование установило ключевую роль классических фитогормонов в регуляции покоя цист. Абсцизовая кислота (АБК) и гибберелловая кислота (ГК) действуют антагонистически. Низкая температура и темнота, характерные для морских отложений, стимулируют биосинтез АБК и подавляют накопление ГК, что обеспечивает глубокий покой цист.
Полученные результаты существенно расширяют понимание жизненного цикла динофлагеллят и механизмов их длительного выживания. Это имеет важное значение для прогнозирования и контроля вредоносного цветения водорослей в морских экосистемах.
