Een internationaal team heeft het microbiële landschap van koraalriffen in kaart gebracht: een onontdekt potentieel voor de toekomstige geneeskunde.

Hoeders van een leven dat veel verder reikt dan de grenzen van het zichtbare, de koraalrif Ze zijn niet alleen een broeinest van macroscopische biodiversiteit. In feite wemelt het binnen het weefsel van koraalpoliepen van een microscopisch universum dat even complex en vitaal is. Een recent internationaal onderzoek onthult dat het geheim van de veerkracht en chemische rijkdom van deze ecosystemen schuilt in hun samenstelling. microbioomEen nog onontdekte voorraad moleculen die de toekomst van de geneeskunde en biotechnologie zouden kunnen herschrijven.

Het microbioom van koraalriffen: een onderwater moleculaire bibliotheek

In onze ogen lijken koraalriffen op mariene landschappen van zeldzame schoonheid, "verslonden door vissen en geteisterd door de zee". Daarnaast zijn koraalecosystemen vitale biologische infrastructuren voor de gezondheid van de oceaan en voor de menselijke economieën, die onderwaterlandschappen bieden die elk jaar duizenden toeristen en grote hoeveelheden vis aantrekken.

Hoewel koraalriffen minder dan 0,1% van het oceaanoppervlak beslaan, bieden ze onderdak aan ongeveer 25% van alle mariene soorten Bekend: dit betekent dat een kwart van alle vissoorten in de oceaan in een bepaald stadium van hun levenscyclus afhankelijk is van deze structuren. Veel volwassen vissen, zoals sommige tonijnsoorten, brengen hun vroege leven daar door; andere bezoeken riffen om te foerageren (op kleine dieren die het koraalecosysteem bevolken of op de poliepen zelf).

Bovendien beschermen koraalriffen kusten tegen stormen en erosie en "voeden" ze gebieden in de oceaan die anders onvruchtbaar zouden blijven. Tegenwoordig ontdekken we dat koraalriffen, naast de hoogste niveaus van mariene biodiversiteit, ook de basis vormen van een grote verscheidenheid aan microbenen chemicaliën produceren die zeer veelbelovend zouden kunnen zijn voor de geneeskunde en biotechnologie.

Een internationaal onderzoeksteam heeft ontdekt dat verschillende koraalsoorten verschillende microbiële gemeenschappen herbergen. voorheen onbekende biomoleculenKortom, de ware biodiversiteit van koralen schuilt mogelijk in hun microbioom.

Een rijk microscopisch ecosysteem dat is ingezet om de koralen van de zee te beschermen.

Zoals vermeld in de studie gepubliceerd op Natuur en wandelenKoralen zijn afhankelijk van diverse gemeenschappen van micro-organismen, die we gezamenlijk noemen microbioomDeze gemeenschappen voorzien koralen van essentiële voedingsstoffen (koolstof, stikstof, fosfor, vitaminen, aminozuren) en beschermen het gastorganisme, bijvoorbeeld tegen bepaalde infectieziekten. Een onderzoek uit 2006 concludeerde dat microben die geassocieerd zijn met rifkoralen produceren... bioactieve metabolieten om ziekteverwekkers, roofdieren en concurrenten af ​​te weren.

Antitumorstoffen die zijn ontdekt in andere rifongewervelden, zoals sponzen en zachte koralen, worden momenteel klinisch getest, maar we weten nog steeds heel weinig over het bioactieve potentieel van koraalmicrobiomen. Daarom, met de steun van het consortium, Tara PacificHet onderzoeksteam analyseerde microbioommonsters die tussen 2016 en 2018 waren verzameld van 99 verschillende koraalriffen Verspreid over 32 eilanden in de Stille Oceaan, wordt het microbiële landschap van rifvormende koralen op een ongekende schaal in kaart gebracht in een oceaan die 40% van 's werelds koraalriffen herbergt.

Onderzoekers hebben de genomen van 645 microbiële soortenwaarvan meer dan 99% nog nooit op genomisch niveau was gekarakteriseerd. Zoals Dr. Maggie Reddyvan het Ryan Instituut aan de Universiteit van Galway,

Toen we onze resultaten vergeleken met microben die op andere koraalrifsoorten voorkomen, werd duidelijk hoe weinig we nog weten. Van de meer dan 4.000 geïdentificeerde microbiële soorten is slechts voor 10% genetische informatie beschikbaar, en minder dan 1% van de soorten die alleen in de Tara Pacific-monsters zijn gevonden, is eerder onderzocht. Dit wijst op een ernstige lacune in onze kennis en onderstreept de noodzaak van veel meer biodiversiteitsonderzoek, met name in minder onderzochte regio's.

De wetenschap van de toekomst beschermen, samen met de gezondheid van de oceanen.

Het onderzoek benadrukt een cruciaal, vaak over het hoofd gezien aspect van natuurbehoud: wanneer koraalriffen afsterven, verliezen we niet alleen koralen, sponzen, algen en vissen; we verliezen een enorme hoeveelheid biodiversiteit. “moleculaire bibliotheek” gekoppeld aan microbieel leven. Bovendien wijst de biochemische karakterisering van voorheen onbekende enzymen en verbindingen op een enorm onbenut potentieel voor biotechnologie en geneeskunde.

"Het biosynthetische potentieel van rifvormende koraalmicrobiomen is gelijk aan of groter dan dat van traditionele bronnen van natuurlijke producten zoals sponzen. Onder de biosynthetisch rijke bacteriën die aanwezig zijn in het koraalrifmicrobioom, hebben we voorheen onbekende micro-organismen (bijv. Acidobacteriota) geïdentificeerd die samenleven met koralen en nieuwe enzymen produceren met veelbelovende biotechnologische toepassingen."

de professor legde uit Oliver Thomas.

Bacteriën, archaea, schimmels, virussen en algen die op het oppervlak en in het koraalweefsel leven, zijn zeer gespecialiseerde partners van hun gastheren en produceren een grote hoeveelheid bioactieve stoffen. Zoals Thomas opmerkte,

"Dit onderzoek is een duidelijke oproep tot actie om onze koraalriffen te beschermen, niet alleen vanwege hun waarde als uniek ecosysteem, maar ook om de uitzonderlijke chemische diversiteit te behouden die toekomstige wetenschappelijke ontdekkingen mogelijk zou kunnen maken."

Volgende maand zullen Reddy en Thomas deelnemen aan de Tara Coral Expedition in Papoea-Nieuw-Guinea om meer mariene specimens te verzamelen en te bestuderen.

Hier zijn drie inzichten die u wellicht interesseren:

Tuamotu-koraalriffen: een model voor mariene innovatie
De moeizame wedergeboorte van de koraalriffen van Puerto Rico
Gebruik en bescherming van mariene hulpbronnen: het voorbeeld van Nieuw-Caledonië

Onderzoekers hebben de genomen van 645 microbiële soorten gereconstrueerd, waarvan meer dan 99% nog nooit eerder op genomisch niveau was gekarakteriseerd (Foto: Fernándo Herranz Martín / GNU General Public License).