مرجان ها پس از قرار گرفتن در معرض پاتوژن پاسخ های "واکسن مانند" نشان می دهند

توسط دانشگاه علم و صنعت ملک عبدالله

این مقاله با توجه به روند و سیاست‌های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

برای تقویت انعطاف‌پذیری مرجان‌ها در میان افزایش دمای دریا و گسترش بیماری، محققان KAUST دریافته‌اند که قرار گرفتن در معرض کنترل‌شده و سطح پایین با سلول‌های بیماری‌زای مرده می‌تواند به مرجان‌ها در مقاومت در برابر عفونت‌های آینده کمک کند.

ماتئو مونتی، نویسنده این مطالعه، که این کار را تحت نظارت راکل پیکسوتو از KAUST انجام داد، می‌گوید: «مرجان‌ها مانند انسان‌ها سیستم ایمنی سازگاری ندارند، بنابراین بعید به نظر می‌رسید که بتوانند در برابر قرار گرفتن در معرض «واکسن‌مانند» با عوامل بیماری‌زا محافظت کنند. با این حال، ما کنجکاو بودیم که بفهمیم آیا یک برخورد میکروبی قبلی می‌تواند نحوه واکنش مرجان‌ها به عفونت‌های بعدی را تغییر دهد.

مرجان ها به طور فزاینده ای تحت فشار امواج گرمای دریایی و عفونت های میکروبی قرار می گیرند و این تهدیدات اغلب به طور همزمان رخ می دهند. مرجان ها در همکاری نزدیک با جلبک های میکروسکوپی زندگی می کنند که به آنها انرژی می دهد و به آنها رنگ می دهد. در طول استرس گرمایی طولانی مدت، مرجان‌ها و جلبک‌ها باید برای منابع محدود رقابت کنند: مرجان‌ها جلبک‌ها را بیرون می‌کنند و در فرآیندی به نام سفید کردن مرجان‌ها سفید می‌شوند.

مونتی می گوید: «عفونت های بیماری زا این وضعیت را بدتر می کند. میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا می‌توانند به بافت‌های مرجانی آسیب بزنند، ترکیبات مضر را آزاد کنند، همکاری مرجان‌ها و جلبک‌ها را مختل کنند و مرجان‌ها را مجبور کنند که انرژی بیشتری برای دفاع و ترمیم صرف کنند. گرما و عفونت یکدیگر را تقویت می‌کنند: گرم شدن مرجان‌ها را در برابر بیماری آسیب‌پذیرتر می‌کند، در حالی که عفونت توانایی آن‌ها را برای مقابله با گرم شدن کاهش می‌دهد.

این تیم برای مطالعه خود که در مجله ISME Host Microbe منتشر شد، نمونه‌های سالمی از مرجان‌های مرجانی معمولی در دریای سرخ به نام Pocillopora favosa را جمع‌آوری کردند، آن‌ها را تقسیم کردند و در آکواریوم‌هایی قرار دادند که دارای آب طبیعی دریا بودند. سپس قطعات مرجانی انتخاب شده از هر کلنی در معرض سلول‌های فعال یا غیرفعال Vibrio coralliilyticus قرار گرفتند، یک باکتری بیماری‌زا که معمولا مرجان‌ها را آلوده می‌کند. مرجان‌های پرایم شده و بدون پرایم در معرض تنش گرمایی و V. coralliilyticus قرار گرفتند.

مرجان‌های اولیه واکنش منظم‌تری در مواجهه با عفونت تحت تنش گرمایی نشان دادند، در حالی که مرجان‌های بدون پرایم استرس گرمایی بیشتری و سفید شدن ناشی از بیماری‌زا را تجربه کردند. این موضوع صرف نظر از اینکه مرجان های اولیه در معرض سلول های باکتریایی زنده یا غیرفعال شده شیمیایی قرار گرفته بودند، صادق بود. میکروبیوم‌ها و الگوهای بیان ژن مرجان‌های اولیه به‌طور قابل‌توجهی با مرجان‌های بدون پرایم متفاوت بود، که نشان می‌دهد هم میزبان مرجانی و هم میکروبیوم آن با قرار گرفتن در معرض قبلی با V. coralliilyticus مشروط شده‌اند.

مونتی می‌گوید: «مرجان‌ها ممکن است نوعی حافظه مانند ایمنی یا پرایم ایمنی داشته باشند که به آن‌ها کمک می‌کند اطلاعات مربوط به برخوردهای قبلی را حفظ کنند و به تهدیدات میکروبی مکرر واکنش مؤثرتری نشان دهند. "درک بهتر از پرایمینگ ایمنی مرجان ها می تواند مجموعه درمان های میکروبی ما را برای حفاظت از مرجان ها و بازسازی صخره ها گسترش دهد."

این یافته‌ها می‌تواند به‌ویژه برای عربستان سعودی و در سراسر خاورمیانه و شمال آفریقا، جایی که صخره‌های مرجانی از تنوع زیستی و ماهیگیری حمایت می‌کنند، از خطوط ساحلی محافظت می‌کنند، گردشگری را حفظ می‌کنند و کانون برنامه‌های بازسازی اصلی هستند.

پیکسوتو می‌گوید: «این تحقیق با اولویت‌های پادشاهی برای محافظت از صخره‌های مرجانی در برابر تهدیدات متعدد هماهنگ است و یک استراتژی بالقوه مبتنی بر طبیعت را برای مقابله با تهدید فزاینده عفونت‌های بیماری‌زا که در دریای سرخ می‌بینیم، ارائه می‌کند.» این موضوعات برای KAUST اولویت هستند و این مطالعه نمونه عالی از علم نوآورانه است که می تواند از چشم انداز عربستان سعودی 2030 پشتیبانی کند.

مونتی هشدار می دهد: «این مطالعه اثبات مفهوم است، نه یک درمان آماده برای استفاده در صخره ها». آزادسازی عمدی پاتوژن‌های زنده نه بی‌خطر است و نه عملی. مهمتر از همه، مطالعه ما نشان داد که مرجان‌ها را می‌توان با استفاده از سلول‌های غیرفعال نیز آماده کرد، که نقطه شروع امیدوارکننده‌ای برای توسعه روش‌های "پرایمینگ" مرجانی ایمن‌تر است.

متئو مونتی و همکاران، پرایمینگ پاتوژن، آموزش ایمنی میزبان و تهویه میکروبیوم را در مرجان ها، ISME Host Microbe (2026) نشان می دهد. DOI: 10.1093/ismehm/aazag001

ارائه شده توسط دانشگاه علم و صنعت ملک عبدالله

لیسانس زیست شناسی ریاضی، کارشناسی ارشد در نوشتن خلاق. خوش سفر با دیدگاه های منحصر به فرد در علم و زبان. نمایه کامل →