海洋所在牡蠣附著變態(tài)基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)特征解析方面取得新進(jìn)展
近日,中國科學(xué)院海洋研究所許飛團(tuán)隊(duì)通過多組學(xué)技術(shù)解析了牡蠣附著變態(tài)期間基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)變化特點(diǎn),研究成果在國際學(xué)術(shù)期刊Marine Life Science & Technology(影響因子5.7)上發(fā)表。
大多數(shù)海洋無脊椎動物都存在間接發(fā)育過程,通過附著變態(tài)由浮游幼蟲轉(zhuǎn)變?yōu)榈讞畹某审w形式,這對其適應(yīng)海洋環(huán)境具有重要意義。因此,研究附著變態(tài)的生物學(xué)過程是理解間接發(fā)育起源和演化的關(guān)鍵,也對污損生物防治、濕態(tài)粘附材料研發(fā)等提供重要基礎(chǔ)。
本研究通過轉(zhuǎn)錄組、染色質(zhì)可及性分析等高通量測序技術(shù)對牡蠣變態(tài)不同階段的樣品進(jìn)行了基因表達(dá)模式分析。結(jié)果表明,牡蠣在附著后短時間內(nèi)會在全基因組范圍內(nèi)重塑表達(dá)調(diào)控過程,變態(tài)前、中、后期具有顯著的基因表達(dá)模式差異。細(xì)胞表面受體和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的重塑是變態(tài)前的顯著特征,而在變態(tài)啟動后,蛋白翻譯起始復(fù)合體的30個核心組分全部上調(diào)表達(dá),表明蛋白翻譯過程的全面激活(圖1)。不同轉(zhuǎn)錄因子的激活時間點(diǎn)存在顯著的先后順序,表明牡蠣變態(tài)過程受到層次嚴(yán)格的基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)控制(圖2)。核受體的關(guān)鍵因子類視黃醇 X 受體(RXR)在變態(tài)早期顯著上調(diào)表達(dá),該受體在蛻皮激素和甲狀腺激素調(diào)控果蠅和青蛙變態(tài)中也起到關(guān)鍵調(diào)控作用,表明核受體調(diào)控系統(tǒng)在兩側(cè)對稱動物三大類群的變態(tài)過程中均執(zhí)行重要調(diào)控作用。

圖1 蛋白翻譯起始復(fù)合體組分的基因表達(dá)模式

圖2 牡蠣變態(tài)過程中的基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)
論文第一作者及通訊作者為許飛研究員。本研究獲得了嶗山實(shí)驗(yàn)室科技創(chuàng)新項(xiàng)目、山東省重點(diǎn)研發(fā)計劃的聯(lián)合資助。
論文信息
Fei?Xu*,Shaoxi?Deng, Daria?Gavriouchkina,Guofan?Zhang, Transcriptional regulation analysis reveals the?complexity of?metamorphosis in?the?Pacific oyster (Crassostrea gigas),Marine Life Science & Technology, 2023, 5(4): 467–477. https://doi.org/10.1007/s42995-023-00204-y
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