Um novo estudo em Avanços na ciência liderado por pesquisadores da Universidade do Texas em Arlington, fornece uma nova estrutura para identificar amplas características de resistência a doenças de corais e examina os processos fundamentais por trás da sobrevivência das espécies.
A análise de como sete espécies de corais construtoras de recifes no Caribe respondem à doença da peste branca fornece informações sobre o processo envolvido na progressão da lesão e na dinâmica das espécies que levam a diferenças no resultado da doença.

Sob a supervisão de Laura Mydlarz, professora de biologia, colaboradores da UTA, Mote Marine Laboratory e Universidade das Ilhas Virgens mediram as respostas imunes das espécies após exposição controlada à doença da peste branca, um patógeno infeccioso responsável pela mortalidade dos corais. A equipe acompanhou três respostas:como as lesões progrediram em cada espécie, como a expressão gênica diferia entre as espécies e as adaptações no nível de expressão que levaram a diferenças no risco de doenças.

No artigo, "A resistência à doença em corais é mediada por perfis distintos de expressão gênica adaptativa e plástica", os cientistas identificam três padrões consistentes:

• Primeiro, em corais que desenvolveram lesões de doenças, a imunidade e os processos de arranjo do citoesqueleto foram enriquecidos e correlacionados com a progressão da lesão.
• Segundo, se um coral desenvolveu lesões foi mediado pela extensão em que ele poderia responder a estímulos ambientais, alterando os genes que mantêm a rede de proteínas e moléculas que cercam e sustentam suas células e tecidos; por autofagia, um processo biológico que envolve a quebra enzimática do citoplasma de uma célula; e por morte celular programada.
• As terceiras espécies resistentes apresentaram níveis mais altos de tráfego de proteínas intracelulares, e esses processos têm uma base adaptativa específica da linhagem à resistência a doenças.

Juntos, esses padrões demonstram que a plasticidade dos genes que estão associados à resistência a doenças pode ser evolutivamente limitada por processos de adaptação no nível de expressão.

“Considerando a enorme ameaça que a peste branca representa para as comunidades de corais, é imperativo que entendamos os processos que permitem que algumas espécies sobrevivam melhor do que outras”, disse Nicholas MacKnight, ex-aluno da UTA e pesquisador de pós-doutorado na Universidade de Miami. “Este artigo analisa mais profundamente algumas espécies de corais que não foram investigadas com tanta frequência”.

Previous studies on coral disease and immunity have successfully identified genes induced by disease that contribute to biological processes such as programmed cell death, autophagy, maintenance of the extracellular matrix (the aforementioned protein and molecule network), lipid metabolism and protein trafficking. However, comparing immune responses between coral species that differ in disease resistance or susceptibility, linking specific disease phenotypes to gene expression and determining adaptive or plastic disease-resistance-associated expression patterns are things still understudied.

Mydlarz said this study responds to an urgent need to understand the differences between immune responses to infection and species-specific resistance mechanisms.

"Although our understanding of immunity has increased, we lack a sufficient understanding of how immune defenses and other cellular mechanisms vary among species," Mydlarz said.

MacKnight hopes these findings will play a role in fortifying vulnerable reefs.

"Our next step is to answer how we can convert these findings into helpful action," MacKnight said. "Understanding which factors promote survival will allow us to predict biodiversity loss in the future. With this information, scientists could focus their attention on retaining resilient species that can strengthen coral reefs under threat." + Explorar mais

Genetic immune response of Florida corals to rapidly-spreading disease