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Oct 11, 2023

지질 저장소는 산호의 상태를 드러냅니다.

ISME 커뮤니케이션 3권,

ISME 커뮤니케이션 3권, 기사 번호: 29(2023) 이 기사 인용

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전 세계의 산호초는 환경 스트레스로 인해 위협받고 있습니다. 산호 피복의 눈에 띄는 감소는 주로 '백화'라고 알려진 과정인 산호 공생의 파괴가 심화되기 때문입니다. 활성산소종(ROS)의 과잉 생산은 환경적 스트레스로 인해 ROS 발현이 증가하는 산호 표백의 주요 동인으로 간주됩니다. ROS 손상과 공생체 상태 사이의 연관성을 조사하기 위해 공초점 현미경 및 지질 과산화수소에 민감한 형광 염료. 우리는 LPO가 내공생체에서 더 높은 반면 지질 부피는 전 공생 세포에서 더 크다는 것을 발견했습니다. 클러스터 분석에서는 내부 공생(#1: 높은 LPO, 낮은 지질)과 외부 공생 세포(#3: 낮은 LPO, 높은 지질)를 구별하는 세 가지 대사 프로필이 밝혀졌으며 중간 그룹(#2)에는 두 세포 유형이 모두 포함되어 있습니다. 열 스트레스로 인해 Pocillopora acuta의 내공생체가 클러스터 #1에서 멀어지면서 이 클러스터가 건강하고 안정적인 공생 세포를 나타냄을 시사합니다. 우리의 연구는 산호 공생을 평가하는 새로운 수단을 제공하여 지질 저장량과 결합된 공생 LPO 비율이 세포 수준에서 공생 상태에 대한 강력한 대사 지표임을 입증합니다.

Scleractinian 산호는 산호초의 기초를 형성하며 Symbiodiniaceae과에 속하는 단세포 공생 조류 [1]와의 상호 작용 덕분에 생태학적 성공을 거두었습니다. 조류와 숙주 사이의 세포 내 관계로 인해 산호는 2억년 이상 동안 영양이 부족한 열대 지방의 바다에서 번성할 수 있었습니다[3]. 공생에서 자포동물 숙주는 종속 영양 생활 방식에서 파생된 감소된 질소 및 기타 영양분을 조류에 제공하는 반면, 조류 공생체는 광합성으로 생성된 탄소를 제공하여 숙주의 신진대사를 지원합니다[4,5,6]. 이 관계의 복잡성과 최근까지 [7] 개별 기능적 공생 단위(즉, 내부 공생체가 있는 온전한 숙주 세포)에 대한 시험관 내 실험을 수행할 수 없었기 때문에 공생 상호 작용을 유지하는 기본 세포 메커니즘에 대한 우리의 지식은 다음을 포함합니다. 숙주 조직에서 조류 공생체(숙주 또는 공생체에 의해 시작되었는지 여부)의 선택적 추방을 뒷받침하는 것들은 여전히 ​​부족합니다[1, 8].

비용-이익 규제 메커니즘의 일환으로 [9], 산호는 질소 제한을 통해 성장 속도를 제한하고 [10], 성장하고 분열할 때 과도한 공생 세포를 소화하거나 배출함으로써 조직 내 공생체의 밀도를 제어합니다. 1, 11]. 그러나 공생체의 추방은 공생체, 숙주 또는 두 파트너 모두 내에서 대사 불안정을 유발하는 불리한 조건에 대한 반응으로 발생할 수도 있습니다. 이는 낮은[12] 또는 높은 온도 및/또는 높은 빛[13,14,15], 어둠[16], 용해된 유기 탄소의 가용성 증가를 포함하여 배출 속도를 증가시키는 다양한 환경 교란에서 분명합니다. 포도당 [17], 인산염 제한 [18] 및 염분 감소 [19]. 산호 조직에서 공생체와 이들의 광합성 색소가 과도하게 손실되는 '표백' 과정은 공생 조류가 생산하는 에너지를 받지 않고서는 신진대사를 유지할 수 없기 때문에 산호에게 종종 치명적입니다. 최근 수십 년 동안 고온으로 인한 백화는 전 세계적으로 암초 건강과 범위를 감소시키는 주요 원인이 되었습니다[20]. 백화를 시작하는 환경 요인에 대한 확립된 지식에도 불구하고, 산호 공생을 악화시키는 세포 유발 요인이나 유발 요인이 시작된 파트너에 대해서는 알려진 바가 거의 없습니다.