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Farag, M. A.; Saied, D. B.; Afifi, S. M.; Kunzmann, A.; Wessjohann, L. A.; Westphal, H.; Kühnhold, H.; Stuhr, M.; Metabolic responses of sea anemone and jellyfish to temperature and UV bleaching: Insights into stress adaptation using LCMS-based metabolomics, molecular networking and chemometrics J. Adv. Res. (2024) DOI: 10.1016/j.jare.2024.10.007

Introduction: Climate change poses various threats to marine life, particularly in shallow tropical waters. Objective: The impact of increased temperature and ultraviolet (UV) exposure on two photosymbiotic cnidarians, a common bubble-tip anemone and an upside-down jellyfish, was investigated. Methods: To illustrate the response of aquatic organisms, the metabolomes of unstressed Entacmaea quadricolor and Cassiopea andromeda were compared for detailed metabolite profiling. UHPLC-MS cou-pled with chemometrics and GNPS molecular networking was employed for sample classification and identification of markers unique to stress responses in each organism. Results: Several compounds with bioactive functions, including peptides and terpenoids, were reported for the first time in both organisms, viz. cyclic tetraglutamate, campestriene, and ceramide aminoethyl phosphonate (CEAP d18:2/16:0). Both anemone and jellyfish were subjected to either elevated UV-B light intensity up to 6.6 KJ m-2 or increased temperatures (28°C, 30°C, 32°C, and 34°C) over 4 days. Phospholipids, steroids, and ceramides emerged as chief markers of both types of stress, as revealed by the multivariate data analysis. Lysophosphatidylcholine (LPC 16:0), LPC (18:0/0:0), and echinoclasterol sulfate appeared as markers in both UV and thermal stress models of the anemone, whereas methyl/pro-pyl cholestane-hexa-ol were discriminatory in the UV stress model only. In the case of jellyfish, nonpolar glycosyl ceramide GlcCer (d14:1/28:6) served as a marker for UV stress, whereas polar peptides were ele-vated in the thermal stress model. Interestingly, both models of jellyfish share a phospholipid, lysophos-phatidylethanolamine (LPE 20:4), as a distinctive marker for stress, reported to be associated indirectly with the activity of innate immune response within other photosymbiotic Cnidaria such as corals and appears to be a fundamental stress response in marine organisms. Conclusion: This study presents several bioinformatic tools for the first time in two cnidarian organisms to provide not only a broader coverage of their metabolome but also broader insights into cnidarian bleaching in response to different stressors, i.e., heat and UV light, by comparing their effects in anemone versus jellyfish.

Publikation

Noleto‐Dias, C.; Farag, M. A.; Porzel, A.; Tavares, J. F.; Wessjohann, L. A.; A multiplex approach of MS, 1D‐, and 2D‐NMR metabolomics in plant ontogeny: A case study on Clusia minor L. organs (leaf, flower, fruit, and seed) Phytochem. Anal. 35 445-468 (2024) DOI: 10.1002/pca.3300

Publikation

Nagia, M.; Morgan, I.; Gamel, M. A.; Farag, M. A.; Maximizing the value of indole-3-carbinol, from its distribution in dietary sources, health effects, metabolism, extraction, and analysis in food and biofluids Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 64 8133-8154 (2024) DOI: 10.1080/10408398.2023.2197065

Publikation

Liu, Y.; Esposto, D.; Mahdi, L. K.; Porzel, A.; Stark, P.; Hussain, H.; Scherr-Henning, A.; Isfort, S.; Bathe, U.; Acosta, I. F.; Zuccaro, A.; Balcke, G. U.; Tissier, A.; Hordedane diterpenoid phytoalexins restrict Fusarium graminearum infection but enhance the colonization by Bipolaris sorkiniana of barley roots Mol. Plant 17 1307-1327 (2024) DOI: 10.1016/j.molp.2024.07.006

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