海参基因组指向组织再生的基因

根据10月12日在张晓军，Lina Sun，杨宏生和Jianhai Xiang所着的开放获取期刊PLOS Biology上发表的一项新研究，海参的一个新的高分辨率基因组序列为其再生能力提供了分子见解。中国科学院海洋研究所及其同事。基因组序列也有助于解释为什么海参具有与棘皮动物门的其他成员完全不同的骨骼结构，并且可能有助于理解动物王国的进化。

海参形成一类棘皮动物，一种包括海胆和海星(“星鱼”)的门。棘皮动物和脊索动物(与人类密切相关的门)具有区别于大多数其他动物的特征：它们是所谓的后躯体，其中肛门而不是口腔在发育中首先形成。海参在棘皮动物中是独特的，没有硬化的钙外骨骼，并且能够比海胆或海星更大程度地再生受损或丢失的身体部位和内脏。

为了探索这些特征的遗传基础，并更好地了解deuterostomes的演变，作者进行了海参Apostichopus japonicus(也称为日本海参)的高清基因组测序，覆盖了其估计的约92% 880兆碱基的DNA，包括超过30,000个基因。

通过刺参的基因组与其他生物进行比较，研究人员发现的证据表明，棘皮动物从半索动物分歧(小团体，其中包括橡子蠕虫海洋口动物的)约5.33亿年前和海参从其他分裂大约4.79亿年前的棘皮动物类。作者表明，虽然海胆基因组包括31个生物矿化基因，对于形成钙化骨骼至关重要，但海参只有7个这样的基因。他们还发现，海参在整个发育过程中表达了这些生物矿化基因的水平要低得多，可能与海胆相比，它们的身体更柔软。

作为一种吓跑掠食者的策略，海参可以驱逐它们的内脏，然后它们可以在几周内再生。作者发现了一组重复的基因，称为PSP94样基因，在海参的再生肠中特异性表达，在其他棘皮动物中没有相应的基因，表明这些基因可能对动物的能力至关重要。很快再生他们的内脏。第二组基因，称为纤维蛋白原相关蛋白，也被复制并在再生期间高度表达，表明它们也可能有助于这种能力。

“海参是一种特别有前途的再生医学模型动物，”Xiang说，其基因组的可用性应该有助于研究再生生物学，并确定棘皮动物再生能否提供可用于人类医学的见解。“我们的研究结果还应有助于了解棘皮动物的可持续利用和有效育种的要求，以支持高价值的海参产业，”其中包括将其用作食品和中药的来源。