探索贝类寿命的遗传“密码”

紫扇贝。

本报讯（记者廖洋 通讯员思润）近日，中科院烟台海岸带研究所研究员王春德团队利用生物信息学和分子生物学技术开展系统研究，首次揭示了胰岛素/IGF-1信号（IIS）通路核心基因的遗传变异对紫扇贝和海湾扇贝的寿命发挥了重要作用。相关研究成果分别发表于《水产养殖》与《生理学前沿》。

紫扇贝和海湾扇贝同为Argopecten属扇贝，但海湾扇贝寿命一般不超过14个月，而紫扇贝寿命可长达7~10年。IIS通路是陆生模式生物调控衰老和寿命的保守途径，其中FoxO和PTEN作为重要调节器在该通路中起着关键的调控作用。

团队前期完成了紫扇贝和海湾扇贝的高质量基因组研究。通过生物信息学分析，团队发现，FoxO和PTEN在进化过程中受到了选择，推测一些关键位点的变异可能导致FoxO和PTEN活性的改变。

营养限制导致两种扇贝的FoxO和PTEN表达均显著上调，但海湾扇贝对营养限制响应速度更快、幅度更大。电离辐射刺激后，紫扇贝的死亡率显著低于海湾扇贝，表现出更强的抗损伤和修复能力。辐照后FoxO的表达量在紫扇贝闭壳肌中显著升高，而在海湾扇贝中显著降低；PTEN的表达量在紫扇贝闭壳肌中显著升高，而在海湾扇贝中则无显著变化。敲降FoxO和PTEN基因的表达后，抗氧化酶SOD和CAT基因的表达量显著降低，同时老化标志酶β-半乳糖苷酶活性显著升高。

结果表明，IIS通路的核心基因FoxO和PTEN可通过营养感受、DNA损伤修复、抗氧化等作用实现代谢保护、基因组稳定性维持以及有害自由基消除，从而证明IIS通路关键基因的遗传变异在海湾扇贝和紫扇贝的寿命决定中发挥重要作用。

研究结果将为动物寿命决定机制研究提供新思路，同时可为培育长寿命杂交扇贝提供理论基础，具有较高的理论意义和应用价值。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2022.738690

https://doi.org/10.3389/fphys.2022.872562