山东省贝类体系专家在国际顶级期刊《Science Advances》发表论文揭示了鲍鱼形态不对称和外套膜多功能性的形成机制

近日，由省贝类体系首席专家、鲁东大学教授王晓通团队牵头，联合西北工业大学、中国农业大学烟台研究院、美国罗格斯大学等国内外科研团队，在Science子刊《Science Advances》发表题为“Abalone genomics reveals an ancient asymmetry axis and the multifunctionality of the mantle”的研究论文。该研究组装完成了黑足鲍（Haliotis iris）高质量基因组，并在此基础上系统解析了腹足动物左右不对称发育的古老调控轴，以及外套膜在色素合成和机械感知方面的多重功能，为理解软体动物形态创新和器官功能演化提供了新的线索，也为黑足鲍的遗传育种与高效养殖相关研发提供了重要参考。鲁东大学为该论文的第一作者单位和第一通讯单位。

  研究团队利用Oxford Nanopore、Illumina和Hi-C等多平台测序技术，构建了染色体级别的黑足鲍高质量基因组。首次鉴定出一个在腹足纲中高度保守的长链非编码RNA（lncRNA1），其与转录因子pitx在基因组上紧密连锁，且该共线性可追溯至腹足纲的共同祖先。lncRNA1可能通过左右侧别特异性的染色质三维结构差异以及miRNA介导的转录后调控，驱动pitx在左侧外套膜中的高表达，从而塑造了鲍鱼特有的左右不对称外套膜前叶形态。这一发现突破了以往左右不对称发育中仅关注蛋白编码基因pitx的惯性，揭示了非编码RNA在动物体轴不对称性中的关键调控作用。

图1  黑足鲍外套膜的左右不对称形态及lncRNA1-pitx调控关联

在色素合成方面，研究颠覆了传统认知：黑足鲍上下足表皮中的黑色素并非原位合成，而是主要由外套膜产生后运输至上下足体表。通过进化基因组学和功能实验，研究证实MITF作为核心转录因子，直接激活tyr-1和tyr-2两个酪氨酸酶基因的表达，构成了“wnt-mitf-tyr”这一古老的黑色素合成调控框架，且该通路在无脊椎动物中高度保守。

图2  黑足鲍黑色素沉积、黑素生成通路演化及外套膜介导的黑素合成

文章链接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aeb8392