日前，中科院海洋所研究員楊紅生課題組和相建海、李富花研究員課題組，與天津生物芯片技術(shù)公司、加拿大紐芬蘭紀(jì)念大學(xué)等單位合作，首次完成了仿刺參（俗稱海參）的全基因組精細(xì)參考圖譜的繪制，揭示了海參的特殊形態(tài)進(jìn)化與強(qiáng)大再生潛能的分子基礎(chǔ)。相關(guān)研究在《科學(xué)公共圖書館—生物學(xué)》在線刊發(fā)。
海參處于從無(wú)脊椎向脊椎動(dòng)物分化的獨(dú)特進(jìn)化地位，也是國(guó)內(nèi)外重要的海產(chǎn)經(jīng)濟(jì)物種，具有極高的營(yíng)養(yǎng)與醫(yī)用價(jià)值。研究人員構(gòu)建了海參全基因組的精細(xì)圖譜，分析發(fā)現(xiàn)了調(diào)控動(dòng)物關(guān)鍵進(jìn)化過(guò)程中脊索形成的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子在棘皮動(dòng)物中顯著收縮，提示了棘皮動(dòng)物在長(zhǎng)期的進(jìn)化過(guò)程中脊索、咽鰓裂消失的潛在原因。海參的近親海膽具有顯著、發(fā)達(dá)的外骨骼，而海參外觀柔軟，骨骼退化為細(xì)小的桌形體，基因組解析發(fā)現(xiàn)它們都具有相對(duì)完整的骨骼發(fā)育通路，不同之處在于海膽的礦化基因?yàn)?1個(gè)，海參縮減為7個(gè)，而且海參礦化基因在發(fā)育過(guò)程中低表達(dá)，是其骨骼顯著退化的根本原因。
該研究利用多組學(xué)方法揭示了海參超強(qiáng)再生能力的分子機(jī)制，為組織器官再生機(jī)制與再生醫(yī)學(xué)應(yīng)用、棘皮動(dòng)物進(jìn)化等研究提供了范式，也為海參遺傳選育提供了完整、重要的理論基礎(chǔ)。