Et internasjonalt team har kartlagt det mikrobielle landskapet til korallrev: et uutforsket potensial for fremtidig medisin.

Voktere av et liv som går langt utover grensene for det synlige, det korallrev De er ikke bare et senter for makroskopisk biologisk mangfold. Faktisk, inne i vevet til korallpolypper, myldrer et mikroskopisk univers som er like komplekst og vitalt. En fersk internasjonal studie avslører at hemmeligheten bak disse økosystemenes motstandskraft og kjemiske rikdom ligger i deres mikrobiomen uutforsket reserve av molekyler som kan omskrive fremtiden for medisin og bioteknologi.

Korallrevets mikrobiome: et nedsenket molekylært bibliotek

For våre øyne fremstår korallrev som marine landskap av sjelden skjønnhet, «fortært av fisk og angrepet av havet». I tillegg er koralløkosystemer viktige biologiske infrastrukturer for havets helse og for menneskelige økonomier, som de gir undervannslandskap som tiltrekker seg tusenvis av turister og store mengder fisk hvert år.

Til tross for at de dekker mindre enn 0,1 % av havoverflaten, er korallrev hjem til omtrent 25 % av alle marine arter Kjent: dette betyr at en fjerdedel av alle havfiskarter er avhengige av disse strukturene på et eller annet tidspunkt i livssyklusen sin. Mange voksne fisker, som noen tunfisker, tilbringer sine tidlige liv der; andre besøker ofte rev for å spise (på små dyr som befolker koralløkosystemet eller på selve polyppene).

I tillegg beskytter korallrev kyster mot stormer og erosjon og «gir næring» til områder av havet som ellers ville vært øde. I dag oppdager vi at i tillegg til å være vertskap for de høyeste nivåene av marint biologisk mangfold, er korallrev også matrisen til en stort utvalg av mikrober, og produsere kjemikalier som kan vise seg å være svært lovende for medisin og bioteknologi.

Et internasjonalt forskerteam har oppdaget at ulike korallarter er vertskap for forskjellige mikrobielle samfunn og tidligere ukjente biomolekylerKort sagt, den sanne biologiske mangfoldet av koraller kan ligge i mikrobiomet deres.

Et rikt mikroskopisk økosystem utplassert for å forsvare havets koraller

Som det fremgår av studien publisert på Natur, koraller er avhengige av ulike samfunn av mikroorganismer, som vi samlet kaller mikrobiomDisse samfunnene gir koraller viktige næringsstoffer (karbon, nitrogen, fosfor, vitaminer, aminosyrer) og beskytter vertsorganismen, for eksempel mot noen smittsomme sykdommer. En studie fra 2006 konkluderte med at mikrober assosiert med revkoraller produserer bioaktive metabolitter for å avvise patogener, rovdyr og konkurrenter.

Antitumormidler oppdaget i andre virvelløse dyr på revet, som svamper og myke koraller, er for tiden i kliniske studier, men vi vet fortsatt svært lite om det bioaktive potensialet til korallmikrobiomer. Derfor, med støtte fra konsortiet Tara Pacific, analyserte forskerteamet mikrobiomprøver samlet inn mellom 2016 og 2018 fra 99 forskjellige korallrev på tvers av 32 øyer i Stillehavet, og kartlegger det mikrobielle landskapet til revbyggende koraller i en enestående skala i et hav som er hjem til 40 % av verdens korallrev.

Forskere har rekonstruert genomene til 645 mikrobielle arter, hvorav over 99 % aldri hadde blitt karakterisert på genomisk nivå. Som Dr. Maggie Reddy, fra Ryan-instituttet ved Universitetet i Galway,

Da vi sammenlignet resultatene våre med mikrober funnet på andre korallrevarter, ble det tydelig hvor lite vi fortsatt vet. Av de mer enn 4.000 identifiserte mikrobielle artene, har bare 10 % tilgjengelig genetisk informasjon, og mindre enn 1 % av artene som bare finnes i Tara-Stillehavsprøvene har blitt studert tidligere. Dette fremhever et alvorlig hull i vår forståelse og understreker behovet for mye flere undersøkelser av biologisk mangfold, spesielt i mindre studerte regioner.

Beskytter fremtidens vitenskap sammen med havenes helse

Forskningen fremhever en kritisk, ofte oversett, dimensjon ved bevaring: når korallrev dør, mister vi ikke bare koraller, svamper, alger og fisk; vi mister et stort antall «Molekylært bibliotek» knyttet til mikrobielt liv. Videre antyder den biokjemiske karakteriseringen av tidligere ukjente enzymer og forbindelser et enormt uutnyttet potensial for bioteknologi og medisin.

"Det biosyntetiske potensialet til revbyggende korallmikrobiomer er likt eller større enn det til tradisjonelle kilder til naturlige produkter som svamper. Blant de biosyntetisk rike bakteriene som finnes i korallrevets mikrobiomer, identifiserte vi tidligere ukjente mikroorganismer (f.eks. Acidobacteriota) som sameksisterer med koraller og produserer nye enzymer med spennende potensielle bioteknologiske anvendelser."

professoren forklarte Olivier Thomas.

Bakterier, arkea, sopp, virus og alger som lever på overflaten og i korallvev er svært spesialiserte partnere for vertene sine og er produktive produsenter av bioaktive forbindelser. Som Thomas påpekte,

«Denne forskningen representerer en klar oppfordring til handling for å beskytte korallrevene våre, ikke bare for deres verdi som et unikt økosystem, men også for å bevare det eksepsjonelle kjemiske mangfoldet som kan muliggjøre fremtidige vitenskapelige oppdagelser.»

Neste måned blir Reddy og Thomas med på Tara-korallekspedisjonen i Papua Ny-Guinea for å samle og studere flere marine eksemplarer.

Her er tre innsikter som kan interessere deg:

Tuamotu-korallrevene: En modell for marin innovasjon
Den møysommelige gjenfødelsen av Puerto Ricos korallrev
Bruk og beskyttelse av marine ressurser: eksemplet fra Ny-Caledonia

Forskere har rekonstruert genomene til 645 mikrobielle arter, hvorav mer enn 99 % aldri har blitt karakterisert på genomisk nivå (Foto: Fernándo Herranz Martín / GNU General Public License)