再生動物藻類のホロビオントにおける協調的な創傷反応

動物の再生には、動物の体全体の細胞型にわたる調整された反応が含まれます。内膜動物では、共生生物が宿主の損傷に反応するかどうか、そしてどのように種間で細胞の反応が統合されているかは未開拓のままであるかどうか。ここでは、共生テトラセルミスspをホストするAcoel Convolutriloba longisisuraを研究します。緑の藻類と組織の断片から体全体を再生できます。動物の損傷は、アコエル細胞および藻類細胞における2つの異なる連続反応の2つの異なる連続的な波とともに、共生藻類の光合成効率の低下を引き起こすことを示しています。初期の藻類応答は、光合成関連遺伝子のコホートのアップレギュレーションによって特徴付けられますが、光合成は再生には必要ありません。保存された動物転写因子であるRuntは、損傷後に誘導され、Acoel再生に必要です。CLラントのノックダウンは、両方の種の転写反応を減衰させ、藻類の光合成効率をさらに低下させます。我々の結果は、Holobiontが、Runt依存性の動物再生プログラムを通じて種全体の分子ネットワークを調整することにより、生物学的組織の統合単位として機能することを示唆しています。

Animal regeneration involves coordinated responses across cell types throughout the animal body. In endosymbiotic animals, whether and how symbionts react to host injury and how cellular responses are integrated across species remain unexplored. Here, we study the acoel Convolutriloba longifissura, which hosts symbiotic Tetraselmis sp. green algae and can regenerate entire bodies from tissue fragments. We show that animal injury causes a decline in the photosynthetic efficiency of the symbiotic algae, alongside two distinct, sequential waves of transcriptional responses in acoel and algal cells. The initial algal response is characterized by the upregulation of a cohort of photosynthesis-related genes, though photosynthesis is not necessary for regeneration. A conserved animal transcription factor, runt, is induced after injury and required for acoel regeneration. Knockdown of Cl-runt dampens transcriptional responses in both species and further reduces algal photosynthetic efficiency post-injury. Our results suggest that the holobiont functions as an integrated unit of biological organization by coordinating molecular networks across species through the runt-dependent animal regeneration program.