Os dinoflagelados desempenham papéis cruciais nos ecossistemas aquáticos, particularmente como grandes contribuintes para florações de algas nocivas. Eles podem entrar em um estágio dormente, conhecido como estágio de cisto em repouso, que lhes permite sobreviver por períodos prolongados — até 150 anos — em sedimentos marinhos. Essa dormência é essencial para sua dinâmica populacional anual, ciclos de floração e expansão geográfica.

Apesar da importância ecológica dos cistos em repouso, os mecanismos moleculares que regem sua dormência, manutenção da viabilidade e germinação em sedimentos naturais permanecem em grande parte inexplorados.

Para entender melhor esse processo, pesquisadores do Institute of Oceanology, Chinese Academy of Sciences (IOCAS), em colaboração com cientistas da University of Connecticut, investigaram esses mecanismos. Eles utilizaram um líder spliced específico de mRNA de dinoflagelado como um "gancho", junto com sequenciamento em tempo real de molécula única e outras medições fisiológicas.

Este estudo foi publicado na Science Advances nesta sexta-feira (07) .

Os pesquisadores construíram três bibliotecas de cDNA baseadas em DinoSL a partir de conjuntos de cistos de campo e descobriram os mecanismos genéticos e metabólicos envolvidos na dormência do cisto. Eles descobriram que a vasta maioria dos genes relacionados às principais vias metabólicas e regulatórias, exceto aqueles relacionados às vias fotossintéticas, permaneceram transcricionalmente ativos nos conjuntos de cistos.

Além disso, os pesquisadores identificaram genes e vias "ativos" cruciais para manter a viabilidade e o potencial de germinação de cistos de dinoflagelados enterrados em sedimentos marinhos.

"O amplo cenário metabólico ativo observado em conjuntos de cistos enterrados em sedimentos destaca um aspecto vital da maquinaria molecular necessária para manter a dormência em cistos", explicou o Prof. Tang Yingzhong, autor correspondente do estudo.

Por meio de análises metatranscriptômicas e hipóteses subsequentes, os pesquisadores obtiveram insights mais profundos ao examinar cistos induzidos em laboratório em uma espécie representativa de dinoflagelados produtores de cistos. Eles descobriram que a autofagia é aumentada durante a dormência do cisto, sugerindo que a geração de energia alternativa e a reciclagem de recursos celulares são estratégias essenciais para sustentar a dormência e a viabilidade.

Além disso, os pesquisadores descobriram que dois fitohormônios clássicos — ácido abscísico (ABA) e ácido giberélico (GA) — têm papéis antagônicos na regulação da manutenção e liberação da dormência do cisto. O estudo demonstrou que baixa temperatura e escuridão, duas pistas ambientais tipicamente presentes em sedimentos marinhos , induzem efeitos opostos na biossíntese e catabolismo de ABA e GA. Isso resulta em níveis elevados de ABA e acúmulo reduzido de GA, correspondendo à dormência profunda em cistos de dinoflagelados em ambientes naturais.

Esta pesquisa aumenta a compreensão dos mecanismos moleculares subjacentes às transições do ciclo de vida e à dormência dos dinoflagelados .