调查的分子机制导致多毛动物的生存-沙种虫害的海洋酸化条件下有限公司2通风系统坐骨岛(意大利)
西尔维亚Giorgia年青男子
1,
马可Munari
2 *,
安东尼奥Cannavacciuolo
2,
马特奥Nannini
2,
Diletta Dolfini
1,
安东尼娅Chiarore
2,
Fiorenza票价
3,
曼丰塔纳3,
多娜泰拉·卡鲁索
3、4,
玛丽亚克里斯蒂娜特使
2、5和
德拉卡米拉托瑞
1 *
- 1生物科学大学的米兰,米兰,意大利
- 2部门综合海洋生态、坐骨海洋中心,Stazione动物安东多恩,坐骨(那不勒斯),意大利
- 3Unitech组学、质谱平台,米兰大学、米兰、意大利
- 4大学药理和分子科学系的米兰,米兰,意大利
- 5海洋学和应用地球物理研究所噩,意大利的里雅斯特
有限公司的不断增加2排放在大气中由于人为活动是最重要的因素之一,导致气候变化和产生这种现象称为海洋酸化(OA)。研究了有限公司2通风口的加莱阿拉贡的(坐骨、意大利),代表一种自然实验室办公自动化的研究,证明了一些生物,如多毛类、茁壮成长在酸化条件下通过不同的适应机制。一些功能和生态特征促进宽容已确定在这些生物酸化,而分子和生理机制适应或遗传适应在很大程度上仍是未知的。因此,在这项研究中,我们调查了表观遗传特征,组蛋白乙酰化和甲基化-沙种虫害个人来自Castello发泄,从附近的一个控制站点,在两个不同时期(11)。没有针对性的代谢组学分析标本进行这两个网站。我们发现不同剖面的H2B组蛋白的乙酰化控制网站相比通风作为一个采样周期的函数。代谢组学分析显示清晰的分离模式的代谢物的多毛类控制网站对那些从Castello发泄。具体来说,显著减少脂质/固醇和核苷以多毛类发泄。整体结果有助于更好地理解潜在的代谢途径参与OA的宽容。
1。介绍
海洋环境的人为压力大大减少生物多样性和生态系统功能。目前,仍有实际影响的不确定性环境干扰在不同层次水平的生物组织,从单一的物种组成的社区。因此,在这种情况下所面临的挑战是确定生物机制应对变化导致一些物种成为“赢家”和其他“失败者”在未来的海洋生态系统(华生,2018)。海洋酸化(OA)是一种最相关的环境对海洋生物多样性的威胁。因此,了解生物如何应对低pH值是非常重要的促进保护和恢复海洋生态系统在这种全球压力源。尽管研究OA已经看到一个重要的增长在过去的十年,绝大多数都是短期或中期的实验在实验室/昌盛条件,通常在一个有机体每时间和在一个阶段的生命周期。如果在一只手他们有用了解OA的生理效应和宽容的某种生物,在另一个他们不提供足够的信息适应社区的潜在自然群体或生物体OA。在这种背景下,研究人口自然受到酸化条件——比如那些生活在有限公司2通风系统——可以提供必要的信息来理解生物体的阻力和韧性等综合预测的生态过程可以发生在未来的海洋酸化(Foo et al ., 2018;Gonzalez-Delgado和埃尔南德斯,2018年)。
自然酸化系统,如有限公司2通风口,虽然不能被认为是完美的类似物研究海洋酸化问题,全球范围内,由于其有限的扩展和深度和变化在时间和空间上pH /碳酸盐化学条件,提供有用的信息暴露于高长期影响p有限公司2/低pH值和碳酸盐化学变化,各种生物的自然种群。因此他们代表自然实验室实验研究和模型系统,允许集成对生物地球化学循环的影响在几百年或几千年贡献确定赢家和宽松的生物体,测试模型物种和扩大实验室和mesocosm实验测试的地步限制和表演,展示的主要生态功能和物种相互作用发生在梯度增加p有限公司2/低pH值条件。
的有限公司2通风系统在加莱阿拉贡的坐骨岛代表一个世界上最好的通风系统研究(Hall-Spencer et al ., 2008;Foo et al ., 2018)。通风口,分布式两岸的Castello胰岛,显示明确的OA梯度,由于不同丰度和强度的气体从底部冒泡,和从意味着值< 7.4单位的中间值7.8 - -7.9,最后正常pH值条件(8.1)冒泡。喷口主机一涵盖丰富的浅层岩石暗礁的海藻和海草伊大洋洲栖息地(Foo et al ., 2018)。有关这些大型植物,也有许多无脊椎动物,其中一些发生在大多数的酸化区域通风口和已被许多生态学研究的对象Foo et al ., 2018审查)。在无脊椎动物中,多毛类占主导地位的集团之一,超过150种记录在整个城堡区(Kroeker) et al ., 2011;特使et al ., 2016;特使et al ., 2019;未公开的数据)。
第一次相互移植实验进行Castello喷口显示一些多毛纲的物种遗传适应p有限公司2/低pH值,而其他使用生理可塑性持续营运条件下(Calosi et al ., 2013 a)。相反,一项由Lucey和合作者(2016)指出,钙化spirorbid多毛纲的Simplariasp.本地适应性和表型可塑性可能支持Castello喷口的物种的丰度,但这不是一些喜爱的物种可能生活特征和可能利用的缓冲能力伊大洋洲坚持p有限公司2/低博士最后,一些生态和生活史特征成为有利于发展在低pH值条件下,如一个过滤器喂养和食草动物喂养习惯,体积小和沉思的后代(特使et al ., 2016)。
然而,只有少数的这些物种发生在相对较高丰度梯度,包括最酸化区域,和周围存在全年(Ricevuto et al ., 2014)。在这样的分类单元,两个兄弟物种属的代表-沙,P。cf蠕虫和P。cfmassiliensis两个物种以来,尤其有趣的集约利用模式生物(主要是沙蚕蠕虫)(见评审通过Ozpolat et al ., 2021)。在坐骨喷口两类群进行了调查关于他们的分布(Ricevuto et al ., 2014),生殖生物学和遗传分化在喷口(Lucey et al ., 2015;工资et al ., 2017)。两兄弟物种形态学难以区分,表现出显著的不同在他们的生殖生物学、P。cf蠕虫作为一个自由已成熟的雌鱼,semelparous形式epitokous转换在成熟,P。cfmassiliensis是沉思(管)内,iteroparous没有epitoke成熟蠕虫的转换(工资et al ., 2017;Ozpolat et al ., 2021)。两个物种发生在通风口,虽然P。cfmassiliensis似乎更丰富,在一些通风系统限制,酸化区域,而P。cf蠕虫发生内外通风口(Vizzini et al ., 2017;工资et al ., 2017;Valvassori et al ., 2019)。
此外,一些地步对OA的反应压力的意思相互移植实验进行了调查。这些研究包括调查代谢率(Calosi et al ., 2013 a),抗氧化能力(Ricevuto et al ., 2015 b)、基因表达和代谢机械(工资et al ., 2018)和抗氧化效率(Valvassori et al ., 2019)。具体地说,这项研究工资et al。(2018)显示个人的-沙收集从火山口流出显示较低的转录的基因——氢钠转运体(新人道)参与酸碱调节paramyosin,参与细胞骨架的过程,而NADH脱氢酶基因,参与能量代谢,明显差异。此外,-沙居住的城堡发泄显示增强的基底抗氧化效率相比,生物生活环境pH值条件下(Ricevuto et al ., 2015 a),即使一些抗氧化酶的活性不是增加(Valvassori et al ., 2019)。
到目前为止,潜在的分子机制支撑的宽容物种OA大多不明。为了克服这种知识的差距,本研究旨在探讨一些分子和代谢端点,可以构成多毛纲的OA的适应性反应-沙种虫害的有限公司2发泄的坐骨岛。特别是,我们评估的潜在参与表观遗传机制在这些多毛类OA的适应性反应,通过对组蛋白修饰的分析。环境表观遗传学是在起步阶段,但有证据表明,表观遗传修饰发挥核心作用在有机体的适应几个环境压力(Eirin-Lopez和普特南,2019)。表观遗传修饰可以导致生理可塑性,但也可以促进遗传适应(耶利米亚et al ., 2018)。最近的两项研究进行热带珊瑚显示DNA甲基化增强应对OA的能力(普特南et al ., 2016;刘et al ., 2018)。在这个视图中,表观遗传变化的分析,可以提供相关的见解的分子机制促进适应表型的发展。此外,我们评估了潜在的变化发生在这些多毛类的代谢物。一些研究在人口进行变温动物住在公司2通风系统的坐骨表明适应办公自动化影响特定代谢途径,如精力充沛,抗氧化和免疫代谢(Calosi et al ., 2013 a;Ricevuto et al ., 2015 a;阶段et al ., 2019)。从这些证据,没有针对性的应用代谢组学分析我们旨在实现更大范围的代谢变化发生在多毛类OA的条件下。特别是,这种分析可以了解两种不同的方面如:生物体的代谢状态和性能在酸性压力和潜在的代谢途径参与OA的适应环境。
2。方法
2.1。多毛纲的集合
个人的-沙种虫害收集在2019年11月和2020年6月表观遗传分析和进一步的收集进行了2021年9月进行代谢组学分析。生物收集网站的加莱阿拉贡的有限公司2通风系统,名叫S2和S3在先前的研究(例如,Calosi et al ., 2013 a;Ricevuto et al ., 2015 a;Ricevuto et al ., 2015 b)集中在40°43“57.9”N, 13°57”51.8“E的南边Castello(从现在起名叫通风)。根据物理化学特性进行或总结之前的研究(例如,Hall-Spencer et al ., 2008;Kroeker) et al ., 2011;Foo et al ., 2018pH值)的意思是在这个网站,大约是7.8,代表了现实条件,可以达到本世纪末。作为参考,多毛类也来自non-acidified区域(pH ~ 8.1)位于圣皮特海角40°44”47.6 N, 13°56“40.42”E,从火山口约4公里,水动力条件、温度和盐度类似于发泄网站(Ricevuto et al ., 2015 a;阶段et al ., 2019)(从现在起名叫Ctrl) (图1)。
图1位置的两个采样地点:发泄网站在加莱阿拉贡的43“57.9”(40°N - 13°57”51.8 E)、控制站点在圣皮特点(40°44”47.6 N;13°56“40.42”E)。
因为这些多毛类住在协会与macroalgae物种,主要Halopteris scoparia和Dictyotaspp,手工收集macroalgae潜水员在1 - 2米深度的所有收集站点,织物袋随后插入大塑料袋,避免动物逃离。
收集到的材料在一小时内被送往实验室抽样和每个织物袋放在10 l桶在当前海水流动的材料一直充氧。蠕虫是按照以下3 - 4个小时,在立体显微镜鉴定。个人的-沙种虫害汇集在各样品复制,储存在-80°C之前实验胚胎学和代谢组学分析。
2.2。组蛋白免疫印迹分析修改
三池的10个人从每个网站在100年被均质µL里帕缓冲区(10毫米三羟甲基氨基甲烷HCl液pH值EDTA 8.0.1毫米,0.5毫米EGTA, 0.1% SDS, 0.1%钠脱氧胆酸盐,140毫米氯化钠,特里同x - 100 1%, 1毫米蛋白酶抑制剂鸡尾酒,phenilmethylsulfonyl氟)与TissueLyserII试剂盒®设置的频率30 / s 90秒,然后离心,享年12000岁xg在4°C 10分钟。上层清液储存在-80°C。后的蛋白质含量测定方法所描述的布拉德福德(1976)使用牛血清白蛋白(BSA)标准(0.1毫升-0.5毫克1r2> 0.99)。
免疫印迹分析进行了根据标准(Libetti et al ., 2020)方法正确地适应-沙。五到十µg(组蛋白修饰)提取的加载与10 5 - 14% SDS-polyacrylamide凝胶µL加载缓冲区(200毫米三羟甲基氨基甲烷HCl液pH值6.8,8% SDS、40%甘油、20%β巯基乙醇)。被转移到蛋白质硝化纤维膜,牛奶中孵化3%溶解在TBST 45分钟在室温下,以避免非特异性结合,主要兔抗体稀释(稀释1:20 00 TBST和BSA 4%)一夜之间在4°C瓶。主要的抗体用于此分析特定的检测组蛋白:αH2B及其修改H2BK16Ac(39121年活动主题),H3和各自的修改H3K27Ac(活动主题39135)和H3K4Me2 (Abcam 32356)。与TBST三洗后,膜与二次孵化辣根peroxidase-conjugated anti-rabbit抗体(1:20 00 TBST和牛奶稀释3%)在室温下1 h。带检测进行了使用蛋白质检测系统(Genespin)和ChemiDoc (Bio-Rad)。凝胶图像显示为SI (图S1)。图像使用Image-Lab软件出口(Bio-Rad)和通过ImageJ软件进行了分析,为了计算组蛋白修饰之间的比例和组蛋白在每个样本。
组蛋白修饰的差异进行了测试使用非参数置换多元方差分析(PERMANOVA,安德森,2001)应用于欧几里得距离的平方根矩阵转换数据,包括两个交叉因素:网站固定有两个水平(通风口、控制)和季固定有两个水平(6月11月)。在这种情况下,结果意义重大,PERMANOVA被用来测试网站的互动效应和季节。软件包底漆6 PERMANOVA + (PRIMER-E有限公司,普利茅斯,英国是用于统计分析。
2.3。诸多代谢组学
进行了分析从每个网站4日的30个人池。代谢物提取冻干多毛纲的集中组织与500年µL甲醇:乙醇混合(1:1,v, v)。样本涡30秒,动了一下37°C 90分钟,在14000 x g离心10分钟4°C和有机相蒸发受到一连串的氮。残留物溶解在50μL每个样品的甲醇和5毫升水中提取质/ MS进行分析。
所有分析进行Unitech组学平台(意大利米兰大学)使用一个ExionLC™广告系统连接到TripleTOF™6600系统配备涡轮V™与ESI探针离子源(SCIEX,妈,美国。样本分离CORTECS UPLC T3 C18 - 2.1 x 150 mm x 1.6µm(水域®)。温度设定在40°C。与下面的梯度分析物被筛选了:从99%缓冲(水)0.1%的甲酸95%缓冲B(0.1%的甲酸乙腈)8分钟。恒流量:400µL分钟−1。总运行:20分钟。光谱收集女士,在两个正面和负面的极性,从50到1500年所有质量扫描Da (100 MS积累时间)和艾达®模式(信息依赖收购)从50到1500 Da(40毫秒积累时间,前20名每周期0.95 s)光谱。氮被用作喷洒气体(GS1 40 psi),涡轮喷射气体(GS2, 55岁psi),和窗帘气体(CUR, 35 psi)。喷涂电压是固定在4.5 kV (-4.5 kV -模式),declustering潜在(DP) 60 eV,碰撞的能量30电动汽车碰撞能量分散(CES) 15 eV和源温度为550°C。
数据分析使用SCIEX OS 1.4软件(SCIEX™),连同两个处理功能:1)FormulaFinder:根据TOF-MS光谱识别可能的复合配方(化合物分子量);2)LibraryView™(版本1.0):搜索MS / MS谱内置精确质量光谱库(天然产物和代谢物高分辨率MS / MS谱库)含有超过1000种化合物。每个样本注入一式三份。相应区域的平均值报告,然后为毫克标准化提取样本。识别(ID)得到基于m / z值(父离子)和高分辨率的确定来实现。统计分析是由MetaboAnalyst版本。5.0。
3所示。结果
3.1。组蛋白后转译修饰组蛋白(铝)
关于组蛋白H2B,尤其是赖氨酸K16 H2BAc / H2B率影响不显著相关或与之相关的网站,而这两个因素的交互作用导致显著差异(表S1;PERMANOVA)。具体来说,大大降低了比H2BAc / H2B一直在观察生物体从控制网站收集关于11月(6月p(MC)= 0.007,t = 4.954图2一个);而未发现差异的个体的有限公司2发泄网站对不同的采样时间。显著区别H2BAc / H2B比率也观察到多毛类之间的控制和通风网站6月(p(MC)= 0.0078,t = 4.9196),水平较低的个体从控制网站的发泄。
图2组蛋白修饰H2BK16Ac / H2B的比例(一)H3K27Ac / H3(B)和H3K4Me2 / H3(C)通过免疫印迹在测量-沙种虫害收集在11月和6月non-acidified控制站点和有限公司2加莱阿拉贡的通风口。不同字母表示显著差异多毛类从两个网站(p≤0.05)。星号(*)是统计多毛类来自同一个网站之间的差异在不同的收集时间。
类似的趋势与采样周期也被观察到的乙酰化组蛋白H3的赖氨酸K27,减少的比率在6月个人采样控制网站11月的比率来衡量,但差异无统计学意义(图2 b)。关于组蛋白H3 K4赖氨酸的甲基化率没有明显差异,与周期和采样地点(图2 c)。
3.2。对新陈代谢的影响
概要文件的一个清晰的分离代谢物的多毛类控制网站对那些从Castello发泄已经观察到(图3一)。PLS-DA分析显示50个代谢物与变量重要性投影(VIP) > 1,归属感主要核苷,氨基酸和osmolytes,脂质/固醇(图3 b)。
图3分数选电脑之间的阴谋(一),解释方差在括号中所示。被PLS-DA重要特性(B)。右边的彩色框显示相应的代谢物的相对浓度在每组。
统计分析显示大幅修改的ID和8身份不明的代谢物(11表1)。关于已知的代谢物,脂质/固醇、核苷和氨基酸明显不同的两个人群(控制、通风)。一些脂肪酸产生显著抑制在生物体从火山口流出的控制。嘌呤和嘧啶几个不太丰富的生物Castello通风控制。homotaurine含量较低,thymoxiquinone和尿酸也观察到的多毛类发泄,对生物的控制。相反的氨基酸L-hystidine显示较高含量的生物有限公司2发泄。
表1大量的代谢物的变化测量的个体-沙种虫害在加莱发泄网站收集关于non-acidified圣皮特网站。
4所示。讨论
生物体的宽容/适应办公自动化是一个复杂的拼图由几块有关机制和流程,仍是未知。因此,本研究旨在改善当前的理解分子和代谢机制,可以构成多毛类OA的适应性反应-沙种虫害的加莱亚有限公司2发泄的坐骨岛。
暴露于环境压力时,表观遗传机制确定发挥关键作用维持生物体的生理和生物功能(特纳,2000;耶利米亚et al ., 2018)。到目前为止,大多数的研究进行表观遗传学在海洋物种集中在软体动物,动物,甲壳类动物、棘皮动物和鱼类(审核通过Eirin-Lopez和普特南,2019)。特别是最近的研究进行热带珊瑚Stylophora pistillata和翼足类动物limacin helicina南极洲指出,DNA甲基化可能增强应对OA的能力(刘et al ., 2018;出身低微的et al ., 2020)。至于多毛类,对南极进行研究Spiophanes tcherniai评估代谢率之间的相关性和DNA甲基化的模式,与增加温度(马什和Pasqualone, 2014年)。在所有这些研究中,DNA甲基化是表观遗传修饰的主要调查。然而,组蛋白转录后修饰(天车)也可能发挥相关作用在有机体适应环境压力(Fallet et al ., 2020)。的确,增加组蛋白乙酰化作用在应对环境压力已经记录在不同的植物物种。例如,它已被观察到,干旱和热应力增加组蛋白H3赖氨酸乙酰化作用的9和5组蛋白H4赖氨酸含量玉米和大米(李et al ., 2014;赵et al ., 2014 a;赵et al ., 2014 b;王et al ., 2014)。组蛋白乙酰化参与行为可塑性,包括压力适应也观察到在成年大鼠(Tsankova et al ., 2006;韦弗et al ., 2004;Chandramohan et al ., 2007和老鼠费舍尔et al ., 2007科布小鸡)和(Kisliouk Meiri, 2009)。除此之外,胡锦涛et al。(2019)确定了组蛋白乙酰转移酶CBP-1表观遗传的监管者在线虫希思压力Caenorabditis线虫。相反,很少有研究调查这种表观遗传机制在海洋生物。吉布森et al。(2011)关注潜在的特征在个体发生变化这些修改(代表从卵母细胞到成人阶段)在海洋环节动物Polydora冬青。特别是,三个修改检测在开发(H3K14ac、H3K9me和H3K4me2),表明组蛋白修饰存在的海洋无脊椎动物和他们表现出奇特的变化与组织分化和生命阶段。在东部牡蛎Crassostrea virginica暴露在腰鞭毛虫Karenia短组蛋白H2A的增加。X磷酸化(γH2A.X)测量可能相关的增加产生的brevetoxins引起的氧化损伤k短(Gonzalez-Romero et al ., 2017)。在另一项研究中,Fellous和合作者(2015)研究了H3组蛋白的甲基化(H3K4 H3K9和H3K27残留物)在幼虫阶段Crassostrea牡蛎在接触热应力(包括冷和健康)。重大hypermetilation是最频繁的修改,虽然也hypomethylation也记录在较低的温度。
基于以前的研究的结果,希望在夏天增加乙酰化作用。然而,在夏季有强烈波动的几个环境因素以外的温度,如太阳辐射、氧气、食物可用性、藻类覆盖等,可能有助于改变组蛋白天车的形象。我们所知,只有一项研究关注季节性波动的影响在这些表观遗传端点(石原et al ., 2019),乙酰化程度的增加组蛋白H3和H4牛蛙Lithobates catesbeianus在夏天期间被观察到。因此,我们的研究是第一次尝试调查天车OA的海洋物种相关,也有助于改善当前的知识支撑海洋无脊椎动物中组蛋白乙酰化作用的潜在机制。
在不同的组蛋白天车、乙酰化和甲基化的关键细胞溶解酶进行了研究。这些修改影响inter-nucleosomal交互,因此他们改变整个染色质结构(班尼斯特和Kouzarides, 2011)。
我们的研究结果强调H2BAc / H2B比率的显著减少个人来自控制站点在6月和采样,而没有观察到的差异之间的两个不同时期的生物有限公司蓬勃发展2发泄。相似的结果也的乙酰化组蛋白H3评估。组蛋白乙酰化是一种表观遗传修饰,通常会导致一个开放的染色质环境因此基因激活(特纳,2000;班尼斯特和Kouzarides, 2011;Guida 2013;Kumar et al ., 2021)。事实上,这两种酶组蛋白乙酰转移酶(帽子)催化的赖氨酸残基的乙酰基氨基组蛋白尾巴,可以使正电荷的胺基酸,削弱了与DNA的相互作用,使染色质酶更容易。
个人来自控制网站显示减少乙酰化组蛋白H2B和H3在6月,11月。
此外,我们的结果是与所观察到的牛蛙Lithobates catesbeianus通过石原et al。(2019)。尽管如此,牛蛙的修改分析指不同的赖氨酸残留物,具体来说:乙酰化和甲基化K36 K9残渣和甲基化的,这或许可以解释我们的结果的差异。此外,这种差异也可能是由于不同的生态和生理特征的多毛类两栖动物。的确,环境波动相关的表观遗传机制的种特异性,如热变化,已经指出(McCaw et al ., 2022)。
相反,H2BAc的季节性趋势观察到来自生物有限公司2发泄似乎表明,这些人被迫保持更高级别的乙酰化作用也在夏天季节。因此,这一结果表明该机制的潜在参与对OA作为自适应策略-沙spp。组蛋白乙酰化水平较高的H2B可能暗示的一个主要的可访问性DNA酶参与转录。事实上,组蛋白的乙酰化赖氨酸残留物H2B一些基因的转录激活是必要的,特别是那些在NAD生物合成或维生素代谢中发挥作用(Parra et al ., 2006;Kupkova et al ., 2021)。但是这修改也可能影响其他重要的DNA的过程,如复制、重组和修复DNA的损害(特纳,2000;班尼斯特和Kouzarides, 2011;霍夫曼,2017;Eirin-Lopez和普特南,2019)。
缺乏调制H3的甲基化,相关周期和采样站点,表明这个特定的组蛋白修饰可能扮演一个次要角色季节性驯化,已经描述在牛蛙(石原et al ., 2019)。否则,这个结果可能是由于这样的事实:赖氨酸可能涉及的其他残留,通过其他铝可能平衡的效果。
自组蛋白在真核物种(高度保守的Marino-Ramirez et al ., 2006),我们的结果突出增加当前知识的重要性关于组蛋白天车在海洋野生种群自然受到极端的环境条件,为当前的理解这种表观遗传机制的作用在塑造宽容/生物未来全球变化的适应。的确,这也将是重要的理解这些变化是否发生的关键生理功能或这样的机制是否会对环境干扰需要宽容。
没有针对性的应用代谢组学在多毛类已经进行了一些研究,到目前为止,主要集中在评估对代谢的影响不同的环境污染物如碳氢化合物,塑料微粒(Missawi et al ., 2022)和金属(辛克莱et al ., 2019)。相反,没有信息是目前关于环境压力有关气候变化的影响多毛类的代谢物。
关于我们的结果,区分贡献最多的类代谢物的代谢的喷口附近的生物控制是氨基酸和osmolytes相比,脂肪酸和核苷。
嘌呤和嘧啶代谢的失衡似乎发生在多毛类从火山口流出,也证实了这些生物的减少尿酸,嘌呤分解代谢的最终产物(Maiuolo et al ., 2016)。类似的监管的嘌呤和嘧啶代谢一直在观察少年的珍宝蟹受到低pH值为32天(7.45)(组织et al ., 2019)表明这种细胞OA的机制可能是一个目标,这可能导致一个变更的RNA和DNA的合成和DNA修复机制。这个结果有关的乙酰化组蛋白H2B同意我们的观察。
一些脂肪酸的含量减少的多毛类发泄网站相比,控制。这表明增加脂肪酸β氧化促进能源必须满足能量需求要求营运条件下生存。我们的研究结果是一致的与所观察到的紫海胆的数量(Strongylocentrotus purpuratus)在当地适应上升流现象,导致低pH值,显示一个上调的基因参与脂肪酸β氧化(埃文斯et al ., 2017)。符合我们的结果,一个强大的减少脂肪酸含量的测量在幼虫美国龙虾也)受到OA (小片精肉et al ., 2021)。这些发现与观察协议还在先前的研究Calosi et al。(2013)。作者观察到,-沙和其他多毛纲的物种生活在城堡发泄显示更高的代谢率对生物体生活在non-acidified条件;与此同时,-沙蠕虫的大小有显著降低比控制的网站,可能由于分配能源储备来维持基础代谢惩罚增长。然而,在目前的研究中,测量大小的虫子不是,证实了这一点。
氨基酸在生物的调制的发泄对控制可能与生物的需要保持渗透调节和酸碱调节血碳酸过多症,作为珍宝蟹已经建议组织et al . (2019)并负责non-bicarbonate缓冲能力,保护细胞外的pH值在急性CO2接触(Melzner et al ., 2009)。的确,有机体的能力来维持酸碱平衡和离子调节被认为是一个关键特性,允许持续在高p有限公司2/低pH值条件(Calosi et al ., 2013 b;刘易斯et al ., 2016),我们的研究结果表明,这种情况也会发生-沙。此外,组氨酸有抗氧化作用,是活性氧的清除剂(韦德和塔克,1998年)。自从OA被认为是prooxidant压力源,基于在活的有机体内和原位研究(Ricevuto et al ., 2016和引用其中),观察到组氨酸的增加表明生物激活稳态响应,以抵消prooxidant OA生成的条件,这可能有助于提高通风系统的生存能力。
homotaurine也观察到的明显降低-沙种虫害的有限公司2通风系统,对这些的控制。Homotaurine是牛磺酸的相同器官自然出现在几个海藻(Terriente-Palacios Castellari, 2022),因此,这种代谢物的含量低可能显示不同的食物可用性或不同的同化/消费两个种群的过程。这方面,食品供应,为代表-沙种虫害的各种macroalgae和附生植物伊大洋洲他们住的地方mesograzer (特使et al ., 2000),在喷口显示高覆盖率和季节性的持久性,对控制(Ricevuto et al ., 2015 b)。此外,在植物组织中含氮量在办公条件下显示高值对控制(Ricevuto et al ., 2015 b)。因此,homotaurine的模式,从火山口中观察到蠕虫,可以在某种程度上与此相关的特性。
鉴于这osmolyte渗透调节的关键作用和防止氧化应激(燕西,2005),进一步的研究是必要的澄清的潜在机制的观察。
代谢组中观察到的变化-沙种虫害的Castello发泄不完全符合前面的观察多毛类和其他无脊椎动物的发泄,这表明,抗氧化和免疫代谢参与了适应办公自动化(Ricevuto et al ., 2015 a;阶段et al ., 2019)。尤其值得一提的是,在我们的研究中我们没有检测代谢物与免疫调节作用,而且只有少数代谢物参与的生物抗氧化剂反应被调制在加莱发泄对控制在目前的研究中。这些差异可能与使用不同的分析方法,即代谢组学和生物化学测量和蛋白质组学(Ricevuto et al ., 2015 a;阶段et al ., 2019)。除此之外,在19日大幅修改代谢物,8代谢物是不明的。在这个视图中,其他的应用使分析可能会提高本研究的结果。另一种解释的差异可能是由于这样的事实:OA压力的反应是种专一性(Wilson-McNeal et al ., 2020),因此有可能是不同的生物,如海胆,显示不同的机制OA的宽容。
5。结论
整体结果从组蛋白修饰和代谢组学的分析表明,OA干涉energy-yelding代谢反应。基于未来从这项研究首次提供证据调查评估是否应该看看生理适应机制OA发生的生活史特性如例如身体增长,喂养或繁殖,可能会影响在更高层次的水平。我们的研究证实公司的重要性2通风系统天然类似物研究OA的影响,因为他们提供真实的信息对海洋生物的影响这一现象,有助于理解一些物种茁壮成长的潜力future-predicted海洋酸化。
数据可用性声明
原始数据支持了本文的结论将由作者提供,没有过度的预订。
作者的贡献
毫米,CDT, MCG概念化;MN,哦,嗯,和AC进行现场采样;党卫军,进行表观遗传学分析;MF、FF和直流进行代谢组学分析;MF和空调采暖、数据精化;党卫军,MCG, CDT论文写作;CDT和MM提供资源;所有作者为写作和修改的文本和数据。所有作者的文章和批准提交的版本。
资金
项目是由格兰特研究支持计划的2号线大学的米兰。MN在这个研究是支持的奖学金Stazione动物安东多恩,乙酰胆碱是由奖学金从Stazione动物安东·多恩与那不勒斯大学的合作费德里科•II - AFRIMED。在这个研究MCG的最初阶段是坐骨海洋中心的资深研究员Stazione动物安东多恩,那不勒斯(意大利)。
的利益冲突
作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。
出版商的注意
本文表达的所有索赔仅代表作者,不一定代表的附属组织,或出版商、编辑和审稿人。任何产品,可以评估在这篇文章中,或声称,可能是由其制造商,不保证或认可的出版商。
补充材料
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收到:2022年10月12日;接受:2022年12月30日;
发表:2023年1月18日。
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