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Le nouveau travail, dirigé par Philip Cleaves de l’Université Carnegie, utilise des outils de pointe d’édition du génome CRISPR/Cas9 pour découvrir un gène essentiel à la capacité des coraux durs à construire leurs structures coralliennes. Publié dans Actes de l’Académie nationale des sciences.
Les coraux durs sont des invertébrés marins qui construisent de grands squelettes, qui constituent la base des écosystèmes des récifs coralliens. Ces hotspots de biodiversité abritent environ un quart des espèces marines connues.
« Les récifs coralliens ont une valeur écologique énorme », a déclaré Cleaves. Mais ils sont en déclin à cause de l’activité humaine. La pollution par le carbone que nous rejetons dans l’air réchauffe les océans – provoquant un blanchissement mortel – et altère la chimie de l’eau de mer – conduisant à l’acidification des océans qui retarde la croissance des récifs coralliens. »
Au fil du temps, l’excès de dioxyde de carbone libéré dans notre atmosphère par la combustion de combustibles fossiles est absorbé dans l’océan, où il réagit avec l’eau pour former un acide qui corrode les coraux, les crustacés et d’autres formes de vie marine.
Les coraux durs sont vulnérables à l’acidification des océans car ils construisent leur squelette en accumulant du carbonate de calcium, un processus appelé calcification, qui devient plus difficile à mesure que le pH des eaux environnantes diminue. Compte tenu de l’importance de la formation du squelette corallien dans la construction des récifs coralliens, l’un des principaux objectifs de la recherche a été de comprendre les gènes qui contrôlent le processus et comment ils ont évolué dans les coraux.
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Depuis plusieurs années, le laboratoire de Cleves utilise la technologie CRISPR/Cas9, lauréate du prix Nobel, pour identifier les processus cellulaires et moléculaires qui peuvent aider à orienter les efforts de conservation et de réhabilitation des coraux. Par exemple, ils ont précédemment révélé un gène essentiel à la façon dont les coraux réagissent au stress thermique – des informations qui peuvent aider à prédire comment les coraux réagiront aux futurs événements de blanchissement.
Maintenant, son équipe, dont Amanda Tinoco de Carnegie, a utilisé des outils d’édition du génome pour déterminer qu’un gène spécifique, appelé SLC4γ, est nécessaire pour que les jeunes colonies de coraux commencent à construire leur squelette. La protéine qu’il code est responsable du transport des bicarbonates à travers les membranes cellulaires. Fait intéressant, SLC4γ n’est présent que dans les coraux durs, mais pas dans leurs parents non squelettiques. Ensemble, ces résultats indiquent que les coraux durs ont utilisé le nouveau gène, SLC4γ, pour développer la formation du squelette.
« En appliquant des techniques de biologie moléculaire de pointe à des problèmes environnementaux urgents, nous pouvons découvrir les gènes qui déterminent les traits écologiquement importants. » Les falaises ont conclu. « En développant ces outils génétiques pour étudier la biologie des coraux, nous pouvons grandement améliorer notre compréhension de la biologie des coraux et apprendre à mener avec succès des efforts de conservation pour ces communautés fragiles. »
Plus tôt cette année, Cleves a été sélectionné par The Pew Charitable Trusts comme l’un des sept récipiendaires du programme de bourses Pew 2023 en conservation marine et le premier chercheur à recevoir la bourse de l’organisation en sciences marines et biomédicales. Ce programme soutient la recherche qui applique les techniques ou technologies les plus courantes des sciences biomédicales pour faire progresser la conservation marine.
référence: Tinoco AI, Mitchison-Field LMY, Bradford J, et al. Rôle du transporteur de bicarbonate SLC4γ dans la formation et le développement du squelette pierreux des coraux. PNAS. 2023 ; 120 (24) : e2216144120. est ce que je: 10.1073 / Banas.2216144120
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