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海洋所在软体动物体轴发育机制研究方面取得重要进展

撰稿: 海洋研究所 发布时间:2021-11-10

  11月10日,中国科学院海洋研究所刘保忠研究团队在软体动物背腹轴发育机制方面取得重要研究进展,相关成果以题为“Molluscan dorsal-ventral patterning relying on BMP2/4 and Chordin provides insights into spiralian development and evolution”(“冠轮动物发育演化新认知:BMP2/4-Chordin调控软体动物背腹轴发育”)的研究论文发表于生物学Top期刊《Molecular Biology and Evolution》(IF: 16.24)。

  背腹轴发育是动物发育生物学的重大基础问题。背腹体轴的建立为后续器官的发育提供了位置信息,是动物个体发育的基础,也因此一直是发育生物学研究的核心问题之一,当前已有一套成熟理论体系。然而近年来发现,冠轮动物(Spiralia)作为一个主要动物分支(包含三分之一以上的动物门类),其背腹轴发育的诸多方面不符合现有理论体系,这使冠轮动物背腹轴的发育机制成为发育生物学领域存在争议的难点。

  刘保忠研究团队以典型冠轮动物—软体动物为研究对象,针对这一问题开展了深入研究。通过基因敲降等系统的功能实验,发现和证实了笠贝的背腹轴发育依赖保守的BMP2/4-Chordin信号系统。这是冠轮动物中存在此种背腹轴发育机制的首个报道,为理解动物背腹轴发育机制的演化历程提供了重要信息。团队还发现,BMP2/4-Chordin信号系统已经整合入冠轮动物中独特的“组织者驱动(Driven by the D quadrant organizer)”发育模式,为解析组织者细胞的功能及冠轮动物独有的发育模式提供了支持。

  笠贝胚胎细胞谱系和基因敲降表型

  该研究团队长期专注于软体动物发育生物学研究,近年来取得了系列重要发现。本研究是团队在发现Hox基因背腹分离表达规律(PNAS,2020)后,在软体动物发育领域取得的又一重要进展。论文全部3位作者均为团队核心研究成员,在站博士后谭素建与郇聘研究员为共同第一作者,刘保忠研究员为通讯作者。研究得到了国家重点研发计划项目、农业部现代农业产业技术体系岗位科学家项目、国家自然科学基金、中科院青促会会员项目及山东省泰山学者工程资助项目等联合资助。

  论文信息:

  Sujian Tan#, Pin Huan#, Baozhong Liu*, Molluscan dorsal-ventral patterning relying on BMP2/4 and Chordin provides insights into spiralian development and evolution, Molecular Biology and Evolution, 2021; DOI: 10.1093/molbev/msab322

  链接:https://academic.oup.com/mbe/advance-article-abstract/doi/10.1093/molbev/msab322/6424002