Perspectivas sobre las algas rojas utilizando un análisis integrador de multi-ópticas
Autores: Zhao, Min; Lang, Tomas; Patwary, Zubaida; Eamens, Andrew L.; Wang, Tianfang; Webb, Jessica; Zuccarello, Giuseppe C.; Wegner-Thépot, Ana; O"Grady, Charlotte; Heyne, David; McKinnie, Lachlan; Pascelli, Cecilia; Satoh, Nori; Shoguchi, Eiichi; Campbell, Alexandra H.; Paul, Nicholas A.; Cummins, Scott F.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Perspectivas sobre las algas rojas utilizando un análisis integrador de multi-ópticas
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Algas marinas
Bromoformo
Genoma
Genes
Expresión
Proteínas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 15
Citaciones: Sin citaciones
La alga roja (Bonnemaisoniaceae, Rhodophyta) produce un producto natural bioactivo, bromoformo, que, cuando se alimenta a ganado rumiantes, puede erradicar las emisiones de metano. Sin embargo, para cultivar suficiente para producir un rendimiento que tenga un impacto significativo en las emisiones globales de gases de efecto invernadero, necesitamos avanzar en nuestra comprensión actual de la biología de esta especie de alga. Aquí, utilizamos tanto un tetrasporófito diploide domesticado (>1.5 años en cultivo) como muestras silvestres para establecer un borrador de alta calidad del genoma nuclear para (linaje 6 basado en análisis filogenéticos utilizando el espaciador). El genoma nuclear construido tiene un tamaño de 142 Mb (incluyendo un 70.67% de regiones repetitivas) y se determinó que codifica aproximadamente 10,474 genes que codifican proteínas, incluidos aquellos asociados con el metabolismo secundario, la fotosíntesis y la defensa. Para obtener información sobre las diferencias moleculares entre tetrasporófitos cultivados y silvestres, exploramos además la expresión génica diferencial relacionada con sus diferentes entornos de crecimiento. Los tetrasporófitos cultivados, que contenían un nivel relativamente más alto de bromoformo en comparación con los tetrasporófitos silvestres, demostraron un enriquecimiento de factores regulatorios, como quinasas y factores de transcripción, mientras que los tetrasporófitos silvestres se enriquecieron en la expresión de genes relacionados con la defensa y el estrés. Los tetrasporófitos silvestres también expresaron un nivel relativamente alto de nuevos genes secretorios que codifican proteínas con dominios de proteína del factor von Willebrand A (denominados VWAs de rodofitas). La expresión génica fue confirmada además por una investigación proteómica de tetrasporófitos cultivados, resultando en la identificación de más de 400 proteínas, incluidas las VWAs de rodofitas, y numerosas enzimas y ficobiliproteínas, lo que facilitará la caracterización funcional futura de esta especie. En resumen, como el recurso genómico más completo para cualquier especie, este recurso para el linaje 6 proporciona una nueva vía para que los investigadores de algas interroguen información genómica, lo que ayudará enormemente a acelerar la producción para satisfacer la demanda tanto de la acuicultura como de la agricultura, y hacerlo con sostenibilidad económica y ambiental.
Descripción
La alga roja (Bonnemaisoniaceae, Rhodophyta) produce un producto natural bioactivo, bromoformo, que, cuando se alimenta a ganado rumiantes, puede erradicar las emisiones de metano. Sin embargo, para cultivar suficiente para producir un rendimiento que tenga un impacto significativo en las emisiones globales de gases de efecto invernadero, necesitamos avanzar en nuestra comprensión actual de la biología de esta especie de alga. Aquí, utilizamos tanto un tetrasporófito diploide domesticado (>1.5 años en cultivo) como muestras silvestres para establecer un borrador de alta calidad del genoma nuclear para (linaje 6 basado en análisis filogenéticos utilizando el espaciador). El genoma nuclear construido tiene un tamaño de 142 Mb (incluyendo un 70.67% de regiones repetitivas) y se determinó que codifica aproximadamente 10,474 genes que codifican proteínas, incluidos aquellos asociados con el metabolismo secundario, la fotosíntesis y la defensa. Para obtener información sobre las diferencias moleculares entre tetrasporófitos cultivados y silvestres, exploramos además la expresión génica diferencial relacionada con sus diferentes entornos de crecimiento. Los tetrasporófitos cultivados, que contenían un nivel relativamente más alto de bromoformo en comparación con los tetrasporófitos silvestres, demostraron un enriquecimiento de factores regulatorios, como quinasas y factores de transcripción, mientras que los tetrasporófitos silvestres se enriquecieron en la expresión de genes relacionados con la defensa y el estrés. Los tetrasporófitos silvestres también expresaron un nivel relativamente alto de nuevos genes secretorios que codifican proteínas con dominios de proteína del factor von Willebrand A (denominados VWAs de rodofitas). La expresión génica fue confirmada además por una investigación proteómica de tetrasporófitos cultivados, resultando en la identificación de más de 400 proteínas, incluidas las VWAs de rodofitas, y numerosas enzimas y ficobiliproteínas, lo que facilitará la caracterización funcional futura de esta especie. En resumen, como el recurso genómico más completo para cualquier especie, este recurso para el linaje 6 proporciona una nueva vía para que los investigadores de algas interroguen información genómica, lo que ayudará enormemente a acelerar la producción para satisfacer la demanda tanto de la acuicultura como de la agricultura, y hacerlo con sostenibilidad económica y ambiental.