¿Cómo ayuda CRISPR/Cas9 en la conservación y restauración de corales?
Investigaciones recientes guiadas por CarnegiePhillip Cleves de ‘s está utilizando herramientas innovadoras de edición del genoma CRISPR/Cas9 para desentrañar un gen que es vital para la capacidad de los corales duros para construir arquitecturas de arrecifes.
Phillip Cleves trabajando en el Carnegie Coral Research Center en Baltimore. Los investigadores de Carnegie han liderado los esfuerzos para aplicar técnicas biomédicas a problemas ambientales apremiantes, incluido el blanqueamiento de corales y la acidificación de los océanos. Crédito de la imagen: Navid Marvi cortesía de Carnegie Institution for Science
El estudio fue publicado en el procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias.
Los corales duros, invertebrados marinos, forman grandes esqueletos. Estos enormes esqueletos forman la base de los ecosistemas de arrecifes. Una cuarta parte de todas las especies marinas conocidas viven en estos puntos críticos de biodiversidad.
Los arrecifes de coral tienen un enorme valor ecológico. Pero están en declive debido a la actividad humana. La contaminación de carbono que liberamos en el aire calienta los océanos, provocando eventos de blanqueamiento mortales, y altera la química del agua de mar, lo que lleva a la acidificación de los océanos que dificulta el crecimiento de los arrecifes..
Phillip Cleves, Instituto Carnegie para la Ciencia
El exceso de dióxido de carbono liberado a la atmósfera por la quema de combustibles fósiles es absorbido por el océano. Se combina con el agua para formar un ácido que es corrosivo para los corales, conchas y otros organismos marinos.
Los corales duros son sensibles a la acidificación de los océanos porque construyen su esqueleto mediante la acumulación de carbonato de calcio, un proceso conocido como calcificación, que se vuelve más difícil a medida que disminuye el pH del agua circundante. Debido a la importancia del desarrollo del esqueleto de coral en la formación de arrecifes, la comprensión de los genes que impulsan el proceso y cómo evoluciona en los corales ha sido un foco importante de investigación.
El laboratorio de Cleves ha estado utilizando la tecnología CRISPR/Cas9, ganadora del Premio Nobel, durante varios años para encontrar vías celulares y moleculares que podrían ayudar a guiar las iniciativas de conservación y rehabilitación de corales. Descubrieron previamente un gen que es crucial para la forma en que un coral responde al estrés por calor, lo que podría ayudar a predecir cómo se adaptarían los corales a futuros eventos de blanqueamiento.
El grupo de Cleves, que incluía a Amanda Tinoco de Carnegie, utilizó herramientas de edición del genoma para identificar que un gen específico, llamado SLC4γ, es vital para que las colonias de corales jóvenes comiencen a desarrollar sus esqueletos. Codifica una proteína que transporta bicarbonato a través de las membranas celulares. En particular, SLC4γ solo se encuentra en corales duros, pero no en sus parientes no esqueléticos. Estos hallazgos sugieren que los corales duros desarrollaron un desarrollo esquelético utilizando el nuevo gen SLC4γ.
Al aplicar técnicas de biología molecular de vanguardia a problemas ambientales apremiantes, podemos revelar los genes que determinan características ecológicamente importantes. Al desarrollar estas herramientas genéticas para estudiar la biología de los corales, podemos mejorar en gran medida nuestra comprensión de su biología y aprender cómo realizar esfuerzos de conservación exitosos para estas frágiles comunidades..
Phillip Cleves, Instituto Carnegie para la Ciencia
Cleves fue elegido a principios de este año por The Pew Charitable Trusts como uno de los siete beneficiarios de la Beca Pew 2023 en Conservación Marina y la primera Beca de Ciencias Marinas y Biomédicas de la organización. Esta iniciativa financia estudios que se basan en enfoques o tecnologías más comunes en las ciencias biomédicas para mejorar la conservación marina.
Lorna Mitchison-Field de Carnegie, Jacob Bradford y Dimitri Perrin de la Universidad Tecnológica de Queensland, Christian Renicke y John Pringle de la Universidad de Stanford y Line Bay del Instituto Australiano de Ciencias Marinas contribuyeron a la investigación.
La investigación fue apoyada por fondos iniciales de Carnegie Institution for Science, una Beca de Excelencia en Investigación de la Universidad Internacional Macquarie, una subvención interna del Instituto Australiano de Ciencias Marinas, una subvención NSF-IOS EDGE y una subvención de la Fundación Simons.
Referencia de la revista
Tinoco, AI, y otros. (2023) Papel del transportador de bicarbonato SLC4γ en la formación y evolución del esqueleto de coral pétreo. procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias. doi.org/10.1073/pnas.2216144120.
Fuente: https://carnegiescience.edu
