您晓得海洋生物和我们的关系吗？
您晓得每个海洋生物存在的意义吗？
您晓得各个海洋生物之间的关系吗？
Nature等顶级杂志似乎也对海洋生物情有独钟。如上个月颁发的扇贝基因组文章，为我们提醒了动物早期起源和进化机造(诺禾致源4月再发力，扇贝基因组强势登岸Nature系列)。再好比去年颁发的海马基因组文章，提醒了海马雄性育儿的遗传根底，并为阐明鱼类进化过程中腹鳍丧失的分子机造供给了重要线索，荣登Nature封面。
近日，又有一种海洋生物登上了Nature，此次又带给我们什么样的故事呢，那期，让我们一路来认识——棘冠海星。
棘冠海星是何方神圣？
棘冠海星以珊瑚为食，胃口很大。它会整个爬上珊瑚，把胃从口中翻出来排泄消化酶，将珊瑚虫的组织液化并吸收，只留下白色的珊瑚骨架，严峻威胁珊瑚礁生态系统的完好性和恢复才能。它的生殖才能也很强，在印度洋-承平洋区域已众多成灾。
图1 棘冠海星
a. 在捕食的成年海星，近景是被吃掉的白色珊瑚骨架，远处是没有被捕食的珊瑚。b.棘冠海星和捕食者大法螺。c.棘冠海星的全球散布图，OKI和GBR为被测序的海星来源地。
为了控造棘冠海星过度繁衍生长，用可以吸引海星聚集产卵的诱惑剂做为生物学防治的重要因子。澳大利亚昆士兰大学的Bernard Degnan及同事对来自澳大利亚大堡礁(GBR)和日本冲绳的的两只棘冠海星(OKI)停止基因组测序。
表1 两个棘冠基因组组拆成果
在晚更新世期间，两个海星群体有着类似的衰减和恢复体例。而且两个海星的基因组几乎完全不异。那些成果也申明两个海星固然生活在差别的天文位置，但仍是统一物种。
棘冠海星之间是若何传递信号的呢？
操纵Y-maze试验，用含有棘冠海星排泄物量的海水测试，那些定栖不动的海星变得活泼而且向着信号挪动。研究阐发棘冠海星排泄到海水中的卵白量，包罗大量的信号转导因子和水解酶。可能是棘冠海星赖以彼此交换的因子。此中包罗一套已扩张并快速演变的海星特异性室管膜卵白相关卵白量（EPDRs），那可能是将来生物防治战略的重点。
图2 棘冠海星排泄物量试验阐发
a.Y-maze尝试，右边对照，右边测试组。b.在聚集海星和被大法螺惊吓过的海星四周水中108个排泄卵白检测，一式三份水样。特异性在聚集海星中表达的EPDRs用红的椭圆暗示，在两种海星中都表达但在吃惊吓海星中表达明显的EPDRs用绿色椭圆暗示。
棘冠海星中的15个EPDRs可能与同物种的交换有关。别的11个EPDRs基因也在海星中高表达。那26个EPDRs序列类似度很低且特异性扩张。表白那些ERPDs快速进化，构成各物种特异的交换因子。EPDRs为棘冠海星的生物防治供给一个潜在的生物防治诱导剂。
棘冠海星是若何领受同类信号的呢？
棘冠海星基因组大约有950个G-卵白偶联受体基因(GPCRs)。与其它后口动物类似，棘冠海星的视紫红量类GPCRs是嗅觉感触感染器，与其感知水中信号相关，在棘冠海星外部组织富集，棘冠海星的辐射神经与外部情况间接相关，视紫红量GPCRs的表达表示出性别差别。表白雄性和雌性海星对同种信号具有感知差别。
图3 类嗅觉受体 GPCR基因
a. GPCRs的系统发育树。b. 在棘冠海星各组织中类嗅觉感触感染器和视紫红量GPCRs的表达。
总结
对棘冠海星基因组测序和卵白组学阐发可以判定与海星聚集相关的物种特异的排泄因子，如ERPDs，可以为开展生物学防治办法供给多肽物量。那些基因组数据有利于引起棘冠海星发作原因的生态学和群体学研究。更进一步，研究表白物种特异排泄因子参与海洋生物的同物种交换。通过连系基因组和卵白组学的办法，来彻底改动减轻水生害虫的手艺。
生命起源于海洋，海洋中各类各样的生物都有其保存的意义，还有太多的生命遗传信息期待着我们去发掘。若是您对海洋生物的研究有兴趣，不要踌躇，请联络我们，一路聊聊那些年我们做过的海洋生物基因组。
参考文献
Hall M R, Kocot K M, Baughman K W, et al. The crown-of-thorns starfish genome as a guide for biocontrol of this coral reef pest[J]. Nature, 2017
De novo 营业线 王翠红丨案牍
王 迪丨编纂
配图来源于收集，侵删
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