Une nouvelle étude dans Science Advances dirigé par des chercheurs de l'Université du Texas à Arlington fournit un nouveau cadre pour identifier les grands traits de résistance aux maladies des coraux et examine les processus fondamentaux derrière la survie des espèces.

L'analyse de la façon dont sept espèces de coraux constructeurs de récifs dans les Caraïbes réagissent à la maladie de la peste blanche donne un aperçu du processus impliqué dans la progression des lésions et de la dynamique des espèces qui entraînent des différences dans l'issue de la maladie.

Sous la supervision de Laura Mydlarz, professeur de biologie, des collaborateurs de l'UTA, du Mote Marine Laboratory et de l'Université des îles Vierges ont mesuré les réponses immunitaires des espèces après une exposition contrôlée à la peste blanche, un pathogène infectieux responsable de la mortalité des coraux. L'équipe a suivi trois réponses :comment les lésions progressaient sur chaque espèce, comment l'expression des gènes différait entre les espèces et les adaptations au niveau de l'expression qui entraînaient des différences dans le risque de maladie.

Dans l'article "La résistance aux maladies chez les coraux est médiée par des profils d'expression génique adaptatifs et plastiques distincts", les scientifiques identifient trois modèles cohérents :

• Tout d'abord, chez les coraux qui ont développé des lésions pathologiques, les processus d'immunité et d'arrangement du cytosquelette ont été enrichis et corrélés à la progression des lésions.
• Deuxièmement, si un corail a développé des lésions, cela dépendait de la mesure dans laquelle il pouvait répondre aux signaux environnementaux en modifiant les gènes qui maintiennent le réseau de protéines et de molécules qui entourent et soutiennent ses cellules et ses tissus ; par autophagie, un processus biologique impliquant la dégradation enzymatique du cytoplasme d'une cellule; et par mort cellulaire programmée.
• Troisièmement, les espèces résistantes avaient des niveaux plus élevés de trafic de protéines intracellulaires, et ces processus ont une base adaptative spécifique à la lignée à la résistance aux maladies.

Ensemble, ces modèles démontrent que la plasticité des gènes associés à la résistance aux maladies peut être évolutivement limitée par des processus d'adaptation au niveau de l'expression.

"Compte tenu de l'énorme menace que représente la peste blanche pour les communautés coralliennes, il est impératif que nous comprenions les processus qui permettent à certaines espèces de mieux survivre que d'autres", a déclaré Nicholas MacKnight, ancien élève de l'UTA et chercheur postdoctoral à l'Université de Miami. "Cet article examine plus en profondeur certaines espèces de coraux qui n'ont pas été aussi fréquemment étudiées."

Previous studies on coral disease and immunity have successfully identified genes induced by disease that contribute to biological processes such as programmed cell death, autophagy, maintenance of the extracellular matrix (the aforementioned protein and molecule network), lipid metabolism and protein trafficking. However, comparing immune responses between coral species that differ in disease resistance or susceptibility, linking specific disease phenotypes to gene expression and determining adaptive or plastic disease-resistance-associated expression patterns are things still understudied.

Mydlarz said this study responds to an urgent need to understand the differences between immune responses to infection and species-specific resistance mechanisms.

"Although our understanding of immunity has increased, we lack a sufficient understanding of how immune defenses and other cellular mechanisms vary among species," Mydlarz said.

MacKnight hopes these findings will play a role in fortifying vulnerable reefs.

"Our next step is to answer how we can convert these findings into helpful action," MacKnight said. "Understanding which factors promote survival will allow us to predict biodiversity loss in the future. With this information, scientists could focus their attention on retaining resilient species that can strengthen coral reefs under threat." + Explorer plus loin

Genetic immune response of Florida corals to rapidly-spreading disease