Un processo che modifica la regolazione dei geni potrebbe aiutare i coralli ad acclimatarsi agli impatti del riscaldamento globale.

Le cellule controllano comunemente l'espressione genica aggiungendo un gruppo metilico a una parte del DNA, modificando il modo in cui vengono lette le informazioni sul DNA senza modificarne il codice genetico. I ricercatori di KAUST volevano indagare se la metilazione del DNA potesse svolgere un ruolo nell'aiutare i coralli ad adattarsi ai cambiamenti climatici.

Posero colonie del corallo cavolfiore liscio, Stylophora pistillata, in acquari marini con acidità variabile per due anni. L'acidificazione degli oceani è una conseguenza del cambiamento climatico e ostacola la capacità dei coralli di produrre lo scheletro di carbonato di calcio di cui hanno bisogno per mantenere le loro strutture. I ricercatori hanno ipotizzato che la metilazione del DNA potrebbe consentire ai coralli di mitigare questi effetti modificando il modo in cui crescono.

Dopo due anni, il team ha sequenziato i genomi dei coralli e determinato i cambiamenti nei modelli di metilazione.

"Abbiamo notato che i coralli cresciuti in condizioni più acide avevano livelli più elevati di metilazione del DNA, " dice il genetista Yi Jin Liew. "I geni con maggiore metilazione erano correlati alla crescita cellulare e alla risposta allo stress, ma non alla calcificazione come inizialmente proposto, " lui dice.

In linea con questa constatazione, il team ha scoperto che anche le dimensioni delle cellule e dei polipi nei coralli aumentavano con l'aumento dell'acidità. "I polipi del corallo siedono in piccole cavità chiamate calici in cui possono ritirarsi per proteggersi, " spiega il biologo molecolare Manuel Aranda. I polipi più grandi hanno calici più grandi. "Se il calice è più grande, il corallo ha bisogno di produrre meno scheletro per crescere allo stesso ritmo. Io la chiamo l'ipotesi del formaggio svizzero, ' dove il corallo fa buchi più grandi quindi ha bisogno di fare meno formaggio, che gli consente di crescere alla stessa velocità anche se la produzione scheletrica è compromessa." Questa caratteristica sarebbe vantaggiosa in un ambiente in cui la competizione per lo spazio e la luce è un'importante pressione selettiva.

I risultati indicano che la metilazione del DNA può essere utilizzata come indicatore dello stress dei coralli. Questo meccanismo epigenetico potrebbe anche essere sfruttato per far crescere i coralli in future condizioni oceaniche per prepararli a temperature più elevate prima di posizionarli sulle barriere coralline, dice Aranda. Questo processo è noto come indurimento ambientale.

"Speriamo che il nostro contributo cambierà l'attuale percezione tra i biologi della barriera corallina che l'epigenetica non contribuisca molto alla resilienza dei coralli, "dice Lie.

Il team prevede poi di indagare se questi cambiamenti epigenetici possono essere tramandati alle generazioni future. "L'idea è abbastanza rivoluzionaria, "dice Lie.