Gli scienziati hanno scoperto la prima prova molecolare che i coralli e gli anemoni possono ottimizzare la loro espressione genica se esposti a stress ambientale, consentendo loro di acclimatarsi a condizioni estreme come quelle sperimentate durante i cambiamenti climatici.

"In poche parole, potremmo addestrare coralli induriti nei vivai per migliorare la loro resilienza termica, aiutandoli ad affrontare meglio l'innalzamento della temperatura del mare prima di piantarli nelle barriere coralline, " Dice il dottor Manuel Aranda, autore principale e assistente professore di scienze marine presso il Centro di ricerca sul Mar Rosso presso la King Abdullah's University of Science and Technology (KAUST).

"L'adattamento genetico è un processo lento, perché richiede mutazioni benefiche per diffondersi nella popolazione, che richiede parecchio tempo in organismi come i coralli con lunghi tempi di generazione. I nostri risultati sono importanti perché i meccanismi epigenetici presentano un modo potenzialmente rapido per aumentare la sopravvivenza dei coralli alla luce dell'attuale velocità con cui progredisce il cambiamento climatico, " dice il dottor Aranda.

Questa ricerca potrebbe avere un enorme impatto sulla conservazione di formazioni di barriera di valore economico su cui fanno affidamento innumerevoli organismi marini per l'habitat. Studiando come minuscoli anemoni di mare utilizzano meccanismi epigenetici per regolare l'espressione di geni coinvolti nella loro simbiosi con le alghe fotosintetiche, i ricercatori hanno scoperto che questi meccanismi possono aiutare i coralli e gli anemoni ad acclimatarsi allo stress ambientale, e credono che questo possa essere sfruttato per migliorare la loro resilienza alle sfide poste dai cambiamenti climatici.

Il team della divisione di scienze e ingegneria biologica e ambientale della KAUST ha sequenziato i genomi degli anemoni utilizzando una tecnica che rileva la metilazione del DNA, un'etichetta chimica attaccata al DNA che influenza l'espressione genica senza alterare la sequenza genetica. Hanno scoperto che quasi il 40% dei geni degli anemoni erano metilati, e che il livello di metilazione di un gene fosse correlato al suo livello di espressione. I loro risultati sono pubblicati sulla rivista Progressi scientifici .

Confrontando sequenze di anemoni con e senza alghe simbionti, il team ha identificato circa 2, 000 geni che avevano diversi modelli di metilazione in risposta alla simbiosi, molti dei quali sono stati coinvolti nella costituzione, Manutenzione, e rottura della simbiosi, compresi i geni coinvolti nel riconoscimento, inghiottimento di simbionti, e scambio di nutrienti.

"Il passo successivo è esaminare i cambiamenti della metilazione del DNA coinvolti nell'acclimatazione allo stress termico e verificare se questi cambiamenti vengono trasmessi alla prole. Se questo è il caso, potremmo usare il processo di indurimento ambientale per "addestrare" i genitori e produrre larve pre-acclimatate che potrebbero essere utilizzate per seminare le barriere coralline, " dice il dottor Aranda.

Il team intende studiare come cambia la metilazione del DNA in risposta allo stress da temperatura e se questi cambiamenti epigenetici sono ereditati. Hanno anche in programma di progettare esperimenti a lungo termine per determinare quanto dura l'acclimatazione.