11月10日，中國(guó)科學(xué)院海洋研究所劉保忠研究團(tuán)隊(duì)在軟體動(dòng)物背腹軸發(fā)育機(jī)制方面取得重要研究進(jìn)展，相關(guān)成果以題為“Molluscan dorsal-ventral patterning relying on BMP2/4 and Chordin provides insights into spiralian development and evolution”（“冠輪動(dòng)物發(fā)育演化新認(rèn)知：BMP2/4-Chordin調(diào)控軟體動(dòng)物背腹軸發(fā)育”）的研究論文發(fā)表于生物學(xué)Top期刊《Molecular Biology and Evolution》（IF: 16.24）。
背腹軸發(fā)育是動(dòng)物發(fā)育生物學(xué)的重大基礎(chǔ)問題。背腹體軸的建立為后續(xù)器官的發(fā)育提供了位置信息，是動(dòng)物個(gè)體發(fā)育的基礎(chǔ)，也因此一直是發(fā)育生物學(xué)研究的核心問題之一，當(dāng)前已有一套成熟理論體系。然而近年來發(fā)現(xiàn)，冠輪動(dòng)物（Spiralia）作為一個(gè)主要?jiǎng)游锓种Вò种灰陨系膭?dòng)物門類），其背腹軸發(fā)育的諸多方面不符合現(xiàn)有理論體系，這使冠輪動(dòng)物背腹軸的發(fā)育機(jī)制成為發(fā)育生物學(xué)領(lǐng)域存在爭(zhēng)議的難點(diǎn)。
劉保忠研究團(tuán)隊(duì)以典型冠輪動(dòng)物—軟體動(dòng)物為研究對(duì)象，針對(duì)這一問題開展了深入研究。通過基因敲降等系統(tǒng)的功能實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)和證實(shí)了笠貝的背腹軸發(fā)育依賴保守的BMP2/4-Chordin信號(hào)系統(tǒng)。這是冠輪動(dòng)物中存在此種背腹軸發(fā)育機(jī)制的首個(gè)報(bào)道，為理解動(dòng)物背腹軸發(fā)育機(jī)制的演化歷程提供了重要信息。團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)，BMP2/4-Chordin信號(hào)系統(tǒng)已經(jīng)整合入冠輪動(dòng)物中獨(dú)特的“組織者驅(qū)動(dòng)（Driven by the D quadrant organizer）”發(fā)育模式，為解析組織者細(xì)胞的功能及冠輪動(dòng)物獨(dú)有的發(fā)育模式提供了支持。
笠貝胚胎細(xì)胞譜系和基因敲降表型
該研究團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期專注于軟體動(dòng)物發(fā)育生物學(xué)研究，近年來取得了系列重要發(fā)現(xiàn)。本研究是團(tuán)隊(duì)在發(fā)現(xiàn)Hox基因背腹分離表達(dá)規(guī)律（PNAS，2020）后，在軟體動(dòng)物發(fā)育領(lǐng)域取得的又一重要進(jìn)展。論文全部3位作者均為團(tuán)隊(duì)核心研究成員，在站博士后譚素建與郇聘研究員為共同第一作者，劉保忠研究員為通訊作者。研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、農(nóng)業(yè)部現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系崗位科學(xué)家項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金、中科院青促會(huì)會(huì)員項(xiàng)目及山東省泰山學(xué)者工程資助項(xiàng)目等聯(lián)合資助。
論文信息：
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
鏈接：https://academic.oup.com/mbe/advance-article-abstract/doi/10.1093/molbev/msab322/6424002
