Research press release

海洋科学:サンゴにおける細胞死の臨界点

Scientific Reports

Marine science: Coral’s tipping point

環境ストレスを受けているサンゴに起こるアポトーシス性細胞死に関与する経路が解明された。 サンゴの白化は、サンゴと共生する渦鞭毛藻類が失われることによる現象で、(例えば、海面水温の上昇による)環境ストレスを受けたサンゴ礁で発生し、生態系に壊滅的な影響を及ぼす地球規模の現象となっている。このサンゴの白化には、アポトーシス性細胞死が関係しているとされてきたが、こうした細胞の変化を支配する機構とサンゴと渦鞭毛藻類の共生におけるストレス応答の開始については、解明が進んでいなかった。 今回、T Ainsworthたちは、6種類の重要なアポトーシス調節因子のサンゴにおける相同体に着目し、サンゴの一種であるヒメマツミドリイシ(Acropora aspera)が環境ストレスを受けている際にこれらの調節因子がどのように発現するのかを調べた。その結果、アポトーシス促進遺伝子と抗アポトーシス遺伝子の双方に有意な変化が観察され、この共生におけるアポトーシスの制御がきわめて複雑なことを示唆された。また、アポトーシス性細胞死のカスケードは、環境ストレスを受けている細胞の生死のバランスを変える重要な役割を果たしている可能性があり、その後、サンゴの白化が起こることも明らかになった。 Ainsworthたちは、サンゴと渦鞭毛藻類の共生における細胞死を支配する分子機構が、日々の環境の微妙な変化に有意に応答し、そのような応答が、サンゴと渦鞭毛藻類の機能にほとんど影響を与えないと一般に考えられている温度帯で起こることを明らかにした。この複雑な細胞死系の全容を解明するには、サンゴの組織の機能、細胞分化過程と細胞回復過程に関するさらなる研究が必要だ。

The pathways involved in apoptoptic cell death in coral during environmental stress are elucidated in Scientific Reports this week. Coral bleaching, which involves the loss of dinoflagellates from the coral symbiosis, is an ecologically devastating global phenomenon occurring on coral reefs in response to environmental stress ? from increased sea surface temperatures, for example. Apoptotic cell death has been implicated in coral bleaching but the mechanisms governing cellular change and the initiation of stress responses in the coral-dinoflagellate symbiosis have remained unclear. Tracy Ainsworth and colleagues studied the expression of coral homologues of six key regulators of apoptosis in the coral species Acropora aspera during environmental stress. They observed significant changes in both pro- and anti-apoptotic gene expression, suggesting that the control of apoptosis is highly complex in this symbiosis. Moreover, apoptotic cell death cascades have a potentially important role in tipping the cellular life-death balance during environmental stress prior to the onset of coral bleaching. The authors show that the molecular machinery governing cell death in the coral-dinoflagellate symbiosis responds significantly to subtle, daily changes in the environment and at temperatures generally considered to have little impact on the function of coral and its microbial symbionts. Further study of the tissue function and cellular differentiation and recovery processes in coral is needed before this complicated cell death system can be fully understood.

doi: 10.1038/srep00160

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