Indica su dependencia genética de microbios simbióticos para obtener aportes metabólicos esenciales
Un equipo de investigación ha logrado un avance significativo en la comprensión de las estrategias adaptativas del coral negro de aguas profundas Bathypathes pseudoalternata y su microbioma simbiótico.
El equipo estuvo dirigido por el profesor Qian Peiyuan, profesor titular del Departamento de Ciencias Oceánicas de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Hong Kong (HKUST), en colaboración con el Laboratorio de Ciencias Marinas e Ingeniería del Sur de Guangdong (Guangzhou) y el Instituto de Investigación Pesquera del Mar Amarillo de la Academia China de Ciencias Pesqueras (CAFS).
Su estudio proporciona el primer análisis hologenómico integral de B. pseudoalternata, ofreciendo conocimientos profundos sobre cómo sobrevive este coral negro de aguas profundas en hábitats extremos a través de la complementariedad nutricional, la cooperación metabólica, la defensa contra el estrés oxidativo, la protección antiviral y la homeostasis inmunológica.
Los hallazgos introducen un nuevo modelo conceptual en el que los corales de aguas profundas mantienen un sistema simbiótico simplificado, eficiente y funcionalmente complementario, que sirve como una valiosa referencia para identificar recursos genéticos funcionales de aguas profundas.
Para abordar la cuestión central de cómo los corales de aguas profundas sostienen un consorcio simbiótico altamente simplificado pero eficiente, el equipo desarrolló un marco analítico integrado que abarca la genómica del anfitrión, el perfil de la comunidad microbiana, los genomas simbiontes, la localización espacial y la actividad transcripcional. Este enfoque de múltiples capas permitió una interpretación sistemática de la estabilidad simbiótica, la cooperación nutricional y la regulación inmunológica en B. pseudoalternata.
Imagen derecha: Perspectivas hologenómicas sobre la adaptación molecular del coral de aguas profundas Bathypathes pseudoalternata. Crédito: Cell Host & Microbe (2025). DOI: 10.1016/j.chom.2025.10.020
Los investigadores ensamblaron con éxito un genoma de alta calidad a nivel cromosómico compuesto por 16 cromosomas. Los análisis de expansión de familias de genes revelaron un enriquecimiento en las vías asociadas con la absorción de nutrientes, la endocitosis y la función lisosomal, y las respuestas inmunes, lo que destaca la estrategia del coral para mejorar la absorción de material y la digestión celular en ambientes de aguas profundas con escasez de nutrientes.
El genoma del coral carece de vías biosintéticas completas para varios aminoácidos y vitaminas, lo que indica su dependencia genética de microbios simbióticos para obtener aportes metabólicos esenciales.
Los análisis microbianos de muestras recolectadas en distintas profundidades y regiones del Océano Pacífico occidental demostraron que B. pseudoalternata alberga un microbioma estable y altamente optimizado, distinto del entorno que lo rodea, lo que sugiere una fuerte selección de hospedadores para simbiontes funcionalmente importantes. Los simbiontes centrales apoyan colectivamente la supervivencia del coral en entornos de aguas profundas extremas.
Las arqueas oxidantes de amoníaco poseen capacidad de fijación de carbono y vías de oxidación de amoníaco que contribuyen a la desintoxicación y a la síntesis de aminoácidos y vitaminas para el anfitrión. Una alfaproteobacteria recientemente identificada proporciona hemo, ácido lipoico, glutatión y ácidos grasos que pueden aportar nutrientes al anfitrión. Además, dos especies de Oceanoplasmataceae altamente reducidas codifican sistemas CRISPR/Cas y de restricción-modificación, lo que forma una barrera de defensa antiviral para el coral.
Juntos, estos simbiontes proporcionan suplementación nutricional, funciones de desintoxicación, biosíntesis de metabolitos esenciales, protección contra el estrés oxidativo y defensa contra virus.
"Nuestra investigación destaca la notable adaptabilidad de los corales de aguas profundas y subraya la importancia de sus relaciones simbióticas con el microbioma en entornos extremos", concluyó el profesor Qian.
El estudio se ha publicado en Cell Host & Microbe: Hologenomic insights into the molecular adaptation of deep-sea coral Bathypathes pseudoalternata
