Lo scheletro formato da un corallo svolge un ruolo fondamentale nello stoccaggio dell'anidride carbonica atmosferica. Precedenti studi si sono concentrati sul processo mediante il quale i coralli adulti producono minerali che induriscono i tessuti esistenti per formare lo scheletro, ma lo stadio esatto in cui i coralli iniziano l'intero processo di mineralizzazione è rimasto un mistero, fino ad ora.

Per la prima volta i ricercatori hanno identificato il processo biologico di mineralizzazione che avviene in un giovane corallo che passa dallo stadio di plancton (nuoto) allo stadio di "sistemazione" in cui forma lo scheletro dai minerali che proteggono la sua colonia. La scoperta è importante per comprendere il processo di formazione della barriera corallina e proteggere le creature marine dai danni ecologici associati al riscaldamento globale. Ha anche implicazioni per nuovi sviluppi biotecnologici che utilizzano estrazioni di corallo per rigenerare e ricostruire le ossa umane.

La ricerca è stata condotta dal Prof. Gil Goobes, del Dipartimento di Chimica dell'Università Bar-Ilan, Dott. Tali Mass, della Leon H. Charney School of Marine Sciences presso l'Università di Haifa, e il dottor Anat Akiva e il dottor Iddo Pinkas, del Weizmann Institute of Science in Israele. I loro risultati sono stati recentemente pubblicati in Comunicazioni sulla natura .

I coralli iniziano la loro vita come polipi di plancton che "nuotano" liberamente nel mare. Ad un certo punto il polipo si sposta in uno stadio "stabilizzato" in cui inizia la formazione dello scheletro. Questo è un processo in cui il polipo secerne molto rapidamente carbonato di calcio per formare e proteggere la colonia della barriera corallina. Il corretto sviluppo dei polipi allo stadio stabilizzato è fondamentale per il corretto sviluppo delle barriere coralline.

Nell'attuale studio i ricercatori hanno esaminato il processo biologico che si verifica durante queste due fasi. Per questo scopo, hanno applicato un approccio multidisciplinare utilizzando la microscopia elettronica avanzata, spettroscopia micro-Raman, e tecniche di spettroscopia di risonanza magnetica nucleare (NMR) per la prima volta per testare i processi interni coinvolti nella produzione dello scheletro.

I ricercatori hanno analizzato l'espressione genica sia nella fase di nuoto che in quella stabilizzata e hanno visto la maturazione dei minerali. Attraverso l'analisi dei geni sono stati in grado di determinare che erano state generate diverse proteine.

Hanno scoperto che geni specifici attivano proteine ​​​​ricche di glutammato nella prima fase (nuoto), ma non appena il polipo si deposita e inizia rapidamente a secernere carbonato di calcio, geni diversi attivano proteine ​​ricche di aspartato. "Utilizzando la risonanza magnetica abbiamo mostrato la presenza di proteine ​​​​ricche di glutammato all'interno del materiale minerale immaturo di carbonato di calcio e proteine ​​​​ricche di aspartato all'interno del carbonato di calcio cristallino dello scheletro, dice il prof. Goobes. "In altre parole, abbiamo dimostrato la relazione tra informazione genetica e attività di regolazione svolta dalle proteine. Il significato immediato di questi risultati è nella comprensione del processo di formazione della barriera corallina e nella conservazione delle creature marine dal danno ecologico associato al cambiamento climatico".

Sapere esattamente quali proteine ​​vengono utilizzate per accelerare la crescita dei minerali nei coralli ha un ruolo importante per capire cosa accelera la crescita ossea negli esseri umani, poiché molte delle proteine ​​scheletriche dei coralli hanno una sorprendente somiglianza con le proteine ​​ossee nell'uomo. Comprendere il processo biologico è anche un passaggio essenziale per imitarlo e adattarlo all'uomo in termini di guarigione di fratture o persino di trattamento di problemi scheletrici e spinali più profondi. "In questo studio abbiamo scoperto come può essere regolata la crescita scheletrica. Ciò farà progredire lo sviluppo di nuovi, tecniche biotecnologiche per i trapianti ossei nel corpo umano. Sebbene siamo molto lontani dalla comprensione del meccanismo con cui gli umani formano uno scheletro, il presente studio è un passo importante nell'identificazione dei geni e delle proteine ​​responsabili di questo processo, " concludono il Dott. Mass e il Prof. Goobes.