成像揭示了珊瑚用来控制藻类共生体亚细胞环境的分子过程

加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋研究所的研究人员发现了一种新的分子过程，珊瑚可以利用它来控制生活在其中的藻类的亚细胞环境。

一种特殊的蛋白质控制着昼夜波动的氮和二氧化碳通过珊瑚的细胞膜转移到藻类。这个过程很重要，因为珊瑚和藻类生活在一种称为共生的互利关系中。尽管该团队希望找到这种蛋白质，但他们无法预测他们观察到的细胞内区域的昼夜变化。

“我们表明，动物宿主和生活在其中的植物之间的界面是一个动态控制的微环境，”在斯克里普斯海洋学海洋生理学家 Martin Tresguerres 实验室工作的博士生 Angus Thies 说。Thies 和他的合著者(包括加拿大曼尼托巴大学的科学家)在 3 月 11 日的《科学进展》杂志上描述了对珊瑚与其共生藻类之间细胞界面的首次直接观察。该研究得到了美国国家科学基金会 (NSF) 的资助，通过向 Tresguerres 提供资助和向 Thies 提供奖学金。

直到最近，几乎不可能获得《科学进展》中报道的发现。Tresguerres 的小组已经投入数年时间探索如何最好地为显微镜科学准备珊瑚。然而，取得这一成就的是该团队获得了一种称为激光共焦超分辨率系统的设备，该设备由加州大学圣地亚哥分校的 Arthur M. 和 Kate E. Tode 海洋生物科学研究基金会资助。

该系统使团队能够以比实验室以前的显微镜两倍以上的分辨率对藻类周围的珊瑚膜进行成像。新系统可以隔离仅相距 120 纳米的特征。相比之下，人的头发有 90,000 纳米厚。

“数十年的研究表明，珊瑚似乎可以调节它们向藻类提供多少氮，”Tresguerres 说。但如果藻类接受过多的氮，它们可能会过快地生长和繁殖，从而破坏共生关系。

就像人类一样，珊瑚的健康和疾病可以追踪到细胞水平。当细胞水平上的事情进展顺利时，珊瑚就会茁壮成长。当出现问题时，通常会导致故障或疾病，可能包括“漂白”。我们所说的共生界面可能是整个珊瑚礁上最重要的界面，最重要的膜。”

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