El esqueleto formado por un coral juega un papel clave en el almacenamiento de dióxido de carbono atmosférico. Los estudios anteriores se han centrado en el proceso por el cual los corales adultos producen minerales que endurecen los tejidos existentes para formar el esqueleto. pero la etapa exacta en la que los corales inician todo el proceso de mineralización ha sido un misterio, hasta ahora.

Por primera vez, los investigadores han identificado el proceso biológico de mineralización que ocurre en un coral joven que pasa de la etapa de plancton (natación) a la etapa de "asentamiento" en la que forma el esqueleto a partir de minerales que protegen su colonia. El descubrimiento es importante para comprender el proceso de formación de los arrecifes de coral y proteger a las criaturas marinas del daño ecológico asociado con el calentamiento global. También tiene implicaciones para los nuevos desarrollos biotecnológicos que utilizan extracciones de coral para regenerar y reconstruir huesos humanos.

La investigación fue realizada por el Prof. Gil Goobes, del Departamento de Química de la Universidad Bar-Ilan, Dr. Tali Mass, de la Escuela de Ciencias Marinas Leon H. Charney de la Universidad de Haifa, y el Dr. Anat Akiva y el Dr. Iddo Pinkas, del Instituto de Ciencias Weizmann en Israel. Sus hallazgos fueron publicados recientemente en Comunicaciones de la naturaleza .

Los corales comienzan su vida como pólipos de plancton que "nadan" libremente en el mar. En algún momento, el pólipo pasa a una etapa "asentada" en la que comienza la formación del esqueleto. Este es un proceso en el que el pólipo secreta carbonato de calcio muy rápidamente para formar y proteger la colonia de arrecifes. El desarrollo adecuado de los pólipos hasta la etapa de asentamiento es crucial para el desarrollo adecuado de los arrecifes de coral.

En el estudio actual, los investigadores examinaron el proceso biológico que ocurre a lo largo de estas dos etapas. Para este propósito, aplicaron un enfoque multidisciplinario utilizando microscopía electrónica avanzada, espectroscopía micro-Raman, y técnicas de espectroscopía de resonancia magnética nuclear (RMN) por primera vez para probar los procesos internos involucrados en la producción del esqueleto.

Los investigadores analizaron la expresión génica tanto en la etapa de natación como en la de asentamiento y vieron la maduración de los minerales. Mediante análisis de genes pudieron determinar que se habían generado diferentes proteínas.

Descubrieron que genes específicos activan proteínas ricas en glutamato en la primera fase (natación), pero tan pronto como el pólipo se asienta y rápidamente comienza a secretar carbonato de calcio, diferentes genes activan proteínas ricas en aspartato. "Usando RMN hemos demostrado la presencia de proteínas ricas en glutamato dentro del material mineral de carbonato de calcio inmaduro y proteínas ricas en aspartato dentro del carbonato de calcio cristalino del esqueleto, dice el profesor Goobes. "En otras palabras, hemos demostrado la relación entre la información genética y la actividad de regulación que realizan las proteínas. La importancia inmediata de estos hallazgos radica en comprender el proceso de formación de los arrecifes de coral y en la conservación de las criaturas marinas del daño ecológico asociado con el cambio climático ".

Saber exactamente qué proteínas se utilizan para acelerar el crecimiento mineral en los corales tiene una importancia fundamental para comprender qué acelera el crecimiento óseo en los seres humanos. ya que muchas de las proteínas del esqueleto de coral tienen una sorprendente similitud con las proteínas óseas en los seres humanos. Comprender el proceso biológico también es un paso esencial para imitarlo y adaptarlo a los humanos en términos de curación de fracturas o incluso para el tratamiento de problemas esqueléticos y espinales más profundos. "En este estudio hemos descubierto cómo se puede regular el crecimiento esquelético. Esto avanzará en el desarrollo de nuevos, Técnicas biotecnológicas para trasplantes óseos en el cuerpo humano. Aunque estamos muy lejos de comprender el mecanismo por el cual los humanos forman un esqueleto, El presente estudio es un paso importante en la identificación de genes y proteínas responsables de este proceso. "concluyen el Dr. Mass y el Prof. Goobes.