大闸蟹“断手断脚”后只能自生自灭?上海科学家领衔研究给出“再生”谜底(断腿大闸蟹为什么廉价)

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材料图:中华绒螯蟹 新民晚报记者 徐程 摄

新民晚报讯(记者 郜阳)提起断肢后再生,你起首想到的是不是壁虎?那么螃蟹“断手断脚”后就只能自生自灭了吗?科学家最新的研究给出了否认的答复。

近日,上海海洋大学水产与生命学院王成辉传授团队,结合学院李晨虹传授、德国波茨坦大学迈克尔·霍夫迈斯特传授、美国内布拉斯加大学奥马哈分校吕国庆传授等研究人员,在中华绒螯蟹基因组与断肢再生研究获得停顿。相关功效在国际出名学术期刊《科学·停顿》(Science Advances)上颁发。

完成中华绒螯蟹全基因组测序和组拆

中华绒螯蟹,也就是各人口中常说的大闸蟹,是中国人餐桌上最常见的螃蟹品种,也是我国高经济价值的水产甲壳动物——在我国28个省市区养殖,财产规模庞大。但因为其染色体数目多(2n=146),基因组反复序列高,持久以来不断面对基因组组拆困难的问题。

研究团队操纵第三代测序手艺连系BioNano光学图谱和Hi-C高通量染色体构象捕捉手艺,开展了长江水系中华绒螯蟹的全基因组测序和组拆,获得了染色体程度的精细基因组图谱。组拆的中华绒螯蟹基因组大小为1.67Gb,笼盖其基因组大小的94.4%,共判定出20286个卵白编码基因。

图说:Innexin2调控中华绒螯蟹断肢再生的分子应答机造 来源/上海海洋大学

揭秘唤醒活力的Innexin2基因

“再生”那个词听起来科幻,但现实上人体每时每刻都在“再生”,如伤口修复、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”才能更为奇异,当河蟹遭到外界刺激时,附着在基节与底节间的肌肉便会强烈地收缩,折断面随即断开,“断手断脚”之后亦可再生。

才能虽强,但是那种断肢现象在消费养殖中较为遍及,断肢的扣蟹不消于养殖消费而浪费,断肢的成蟹大多走入通俗市场,售价低廉,对整个财产应用性和经济价值的提拔形成很大的影响。

针对中华绒螯蟹奇特的断肢再生现象停止摸索,兼具根底研究和财产应用价值。王成辉暗示:“我们在获得中华绒螯蟹染色体程度基因组的根底上,展开了比力基因组学阐发,以辨别节肢动物特有的基因和基因家族。

研究团队通过对断肢再生差别发育期间的比力转录组和基因共表达阐发发现,Innexin基因家族在中华绒螯蟹断肢再生的早期阐扬着重要的分子信号传导感化。研究初次发现,Innexin2基因在断肢后1天内特异表达上调,且通过调控mTORC1信号通路和免疫应答反响,介导中华绒螯蟹的断肢再生过程。

图说:特异的SMYDA基因家族在中华绒螯蟹断肢再生过程中阐扬表不雅遗传调控感化

测验考试解读细胞分化的“压缩包”

研究还发现了中华绒螯蟹断肢再生早期受表不雅遗传学的调控,此中SMYDA基因家族只存在于节肢动物,在中华绒螯蟹断肢早期下调表达而在肢芽生长期间表达恢复至未断肢时的程度。

进一步阐发发现,该基因家族还在中华绒螯蟹从大眼幼体到仔蟹的反常过程中整体差别表达,表白节肢动物特异的SMYDA基因家族在中华绒螯蟹涉及到明显形态发作如反常、再生的生物学过程中阐扬重要的表不雅润色感化。

王成辉解释,SMYDA基因家族就比如一个掌握细胞分化和增殖的“压缩包”办理员,“压缩包”里藏着细胞分化、增殖的重要文件,那个基因家族的调控能够让“压缩包”解开封印,露出基因位点,引起后续相关基因的表达。

团队还以南美白对虾、罗氏沼虾、日本沼虾为研究对象停止了断肢转录组比力阐发,发现Innexin、SMYDA基因家族的相关基因在断肢后具有与中华绒螯蟹根本一致的表达形式,揣测甲壳动物具有共性的与脊椎动物差别的断肢再生早期分子应答机造。

专家认为,那一研究为开展中华绒螯蟹的分子育种供给了重要的基因组资本和平台,为提拔养殖消费与办理程度供给了有益指点。