海参全基因组图谱绘出 为再生医学研究提供示范

海参全基因组图谱绘出 再生医学研究找到新灵感

海参有个神奇的功能：在遇到危险时会把自己的内脏抛出，转移捕食者的注意力，保全“小命”，而2周～3周后又会有新的内脏长出来。从再生医学角度看，海参颇具研究潜力，但长期以来，相关研究鲜有突破。

近日，由中国科学院海洋研究所相建海、杨红生、李富花研究员领导，联合加拿大纽芬兰纪念大学等单位合作完成的研究论文在线发表在《大众科学图书馆生物卷》上。该研究首次完成了海参的全基因组精细参考图谱的绘制，揭示了海参的特殊形态进化与再生潜能的分子基础，为组织器官再生机制研究与再生医学应用、棘皮动物进化等研究提供了示范。

据介绍，研究人员构建了海参全基因组的精细图谱。“从2012年起步到2015年全部测出，此后近两年都在分析其中的信息。”研究人员张晓军介绍，此次完成的国际首份完整的海参基因图谱，给基础研究带来极大便利。“过去研究基因需要一个一个克隆，现在研究者直接去数据库找出需要的基因序列就行。”

他们在对海参基因组序列的研究中发现，海参特有的由11个基因串联重复组成的PSP94-like基因簇和显著扩张成簇的FREP基因与海参具有超强再生能力密切相关。“这两个基因线索对生物医学有很好的借鉴作用。未来可验证人体是否存在相似基因，给器官再生提供了新的研究思路。”张晓军说，海参具有营养与医用价值，海参皂苷具有抗肿瘤、抗病毒、免疫调节等多种生物活性，通过基因组可以弄清楚其代谢途径，找到相关的基因来研发新药。

另外，海参以海底泥沙和碎屑为食，有着强大的免疫能力，而目前人类对此了解不多，这是该研究团队近一两年内的研究方向，希望找到更多与免疫相关的基因，破译先天免疫和适应性免疫基因的进化过程。

据了解，再生医学研究长期以来以小鼠和蝾螈等为模型，研究人员对海参则较为陌生。

“海参是器官再生很好的动物模型，它将体内内脏几乎全部排出体外的过程可以通过人工刺激诱导，很容易控制，且再生过程也很快。除了内脏再生，海参处于从无脊椎动物向脊椎动物分化的独特进化地位，还有很多有趣特点，其外观柔软，骨骼退化为肉眼看不见的细小骨片，具有强大的再生潜能，”张晓军介绍，探索棘皮动物的再生奥秘，将为再生医学提供新的研究视角。

张晓军以海参的近亲——海胆举例，海胆也是棘皮动物，具有显著、发达的外骨骼，就是其表面的“刺”，这些“刺”折断后也可再生。基因组解析发现，海参和海胆都具有相对完整的骨骼发育通路，不同之处在于海胆的矿化基因为31个，海参缩减为7个，且海参矿化基因在发育过程中表达很低，这是其骨骼显著退化的根本原因。(记者王潇雨)