近期，國際權威期刊Nature子刊NatureCommunications在線發表了海洋國家實驗室海洋漁業科學與食物產出過程功能實驗室學術帶頭人、中國海洋大學包振民院士團隊的最新論文《扇貝基因組揭示其對半附著生活方式和神經毒素耐受的分子適應機制》。扇貝和貽貝、珍珠貝一樣，是附著在淺海巖石或沙質海底生活的，一般右邊的殼在下、左邊的殼在上平鋪于海底，平時不大活動，但當感到環境不適時，能主動把足絲脫落，做較小范圍的游泳，尤其是幼小的扇貝，用貝殼迅速開合排水，游泳很快，這在雙殼類中是比較特殊的。

另外，扇貝以絢麗多彩的外殼為人們所熟知，其半附著生活方式，具有碩大閉殼肌以支撐其游泳能力，擁有眾多發達的鏡眼以尋覓合適的棲息地及躲避敵害，可分泌足絲營暫時性附著生活以及積累并耐受高濃度藻源性神經毒素，探索這些適應性性狀產生的分子基礎有助于理解雙殼貝類是如何通過進化以適應不同的生境。

揭示扇貝足絲粘附的關鍵組分

包振民院士團隊領導完成了櫛孔扇貝首張高質量全基因組圖譜繪制。通過研究發現，控制能量供給的關鍵酶——精氨酸激酶在扇貝閉殼肌中的表達量高，對其實現爆發式游泳能力至關重要。扇貝通過高表達產能步驟的相關基因而低表達耗能步驟的相關基因，以實現更高的產能效率。與脊椎動物不同，扇貝肌肉呈現“分子雜合”狀態，即脊椎動物橫紋肌和平滑肌標志基因在扇貝相應類型肌肉中均呈共表達現象，且這種“分子雜合”現象很可能是動物肌肉的一種古老的存在形態。

對扇貝眼睛的研究發現，其高表達的視蛋白r-opsin基因為通過反轉座機制產生的無內含子基因，為其實現快速轉錄產生大量視蛋白提供進化優勢，視蛋白基因家族通過擴張及增加關鍵功能位點的新突變以拓展對不同波長光譜感知的敏感性。扇貝具有功能特化的足，通過全面解析足絲分泌的時空調控模式，揭示了擴張的酪氨酸酶基因家族在扇貝足絲分泌和粘附過程中所起的重要調控作用。扇貝足絲粘附的關鍵組分與已知貽貝相關組分存在很大不同，為開發新型“濕粘附”材料奠定了基礎。

扇貝腎是轉化毒素最主要的器官

此外，研究發現扇貝對高濃度藻源毒素的耐受能力，主要通過改變Na離子通道關鍵位點及表達量來實現,使貝類能夠提升數十倍乃至上萬倍的毒素抗性。研究還意外發現扇貝的腎是積累和轉化毒素最主要的器官，這也是一個突破性的發現,此前腎在貝類毒素研究中一直是被忽視的一個器官。研究發現扇貝肝胰腺和腎作為兩個主要“毒素中心”,前者主要負責毒素吸收和轉運,而后者主要負責毒素轉化和代謝,其中磺基轉移酶在毒素轉化中起著重要作用。上述研究拓展和加深了當前學界對扇貝半附著生活方式和神經毒素耐受的組學調控基礎的認識，為理解雙殼貝類適應性性狀的進化起源提供了新的認知。

此研究是本年度該研究團隊在扇貝基因組解析和動物進化領域獲得的又一重要研究成果,凸顯了海洋國家實驗室在海洋生命過程與資源利用研究領域的國際前沿地位。