提起断肢后再生,你首要想到的是不是壁虎?那么螃蟹“断手断脚”后就只能自生自灭了吗?科学家最新的研讨给出了否定的答复。近来,上海海洋大学水产与生命学院王成辉教授团队,联合学院李晨虹教授、德国波茨坦大学迈克尔·霍夫迈斯特教授、美国内布拉斯加大学奥马哈分校吕国庆教授等研讨人员,在中华绒螯蟹基因组与断肢再生研讨上取得发展。相关成果在世界闻名学术期刊《科学·发展》(Science Advances)上宣布。
中华绒螯蟹,也便是咱们常说的大闸蟹,是我国高经济价值的水产甲壳动物——在我国28个省市区饲养,工业规划巨大。但由于其染色体数目多(2n=146),基因组重复序列高,长期以来一向面对基因组拼装困难的问题。
研讨团队使用第三代测序技能结合BioNano光学图谱和Hi-C高通量染色体构象捕获技能,展开了长江水系中华绒螯蟹的全基因组测序和拼装,取得了染色体水平的精密基因组图谱。拼装的中华绒螯蟹基因组巨细为1.67Gb,掩盖其基因组巨细的94.4%,共判定出20286个蛋白编码基因。
“再生”,听起来科幻,但实际上人体每时每刻都在“再生”,如创伤修正、肝脏再生、长出新的头发和指甲……相较于哺乳动物,中华绒螯蟹的“再生”才能更为奇特。当河蟹遭到外界影响时,附着在基节与底节间的肌肉会激烈缩短,折断面随即断开,“断手断脚”之后亦可再生。
才能虽强,可是这种断肢现象在出产饲养中较为遍及,断肢的扣蟹不用于饲养出产而糟蹋,断肢的成蟹大多走入一般商场,价格低价,对整个工业使用性和经济价值的提高形成很大影响。
针对中华绒螯蟹共同的断肢再生现象进行探究,兼具基础研讨和工业使用价值。王成辉标明:“咱们在取得中华绒螯蟹染色体水平基因组的基础上,展开了比较基因组学剖析,以辨别节肢动物特有的基因和基因宗族。”
研讨团队剖析发现,Innexin基因宗族在中华绒螯蟹断肢再生的前期发挥着重要的分子信号传导效果。研讨初次发现,Innexin2基因在断肢后1天内特异的表达上调,且经过调控mTORC1信号通路和免疫应对反响,介导中华绒螯蟹的断肢再生进程。
研讨还发现中华绒螯蟹断肢再生前期受表观遗传学的调控,其间SMYDA基因宗族只存在于节肢动物中,在中华绒螯蟹断肢前期下调表达而在肢芽成长时期表达回复至未断肢时的水平。
进一步剖析发现,该基因宗族还在中华绒螯蟹从大眼幼体到仔蟹的反常进程中全体差异表达,标明节肢动物特异的SMYDA基因宗族在中华绒螯蟹触及显着形状发生如反常、再生的生物学进程中,发挥重要的表观润饰效果。
王成辉解说,SMYDA基因宗族就比如一个把握细胞分解和增殖的“压缩包”管理员,“压缩包”里藏着细胞分解、增殖的重要文件,这个基因宗族的调控能够让“压缩包”解开封印,显露基因位点,引起后续相关基因的表达。
团队还以南美白对虾、罗氏沼虾、日本沼虾为研讨目标作断肢转录组比较剖析,发现Innexin、SMYDA基因宗族的相关基因在断肢后具有与中华绒螯蟹根本共同的表达形式,估测甲壳动物具有共性的与脊椎动物不同的断肢再生前期分子应对机制。(本报记者 郜阳)