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在水产养殖中，环境变化影响贝类生长，lncRNAs 和章鱼胺（OA）相关机制不明。研究人员对马氏珠母贝开展研究，发现 lncRNA033033 与贝壳生长等有关，它能与 OAR 互作影响 OA 诱导的信号通路。这为贝类生长调控研究提供新视角。
在海洋的奇妙世界里，贝类作为重要的海洋生物，其生长发育一直备受关注。水产养殖业在全球经济中占据着重要地位，为人们提供了丰富的蛋白质来源。然而，随着环境的变化，尤其是人类活动和气候变化的影响，贝类的生存面临着诸多挑战。当环境压力减轻后，贝类需要重新建立生理平衡，这个过程涉及到复杂的内分泌信号通路。
在脊椎动物中，应对环境压力主要靠下丘脑 - 垂体 - 肾上腺（HPA）轴和交感神经系统（SNS）释放的糖皮质激素和儿茶酚胺来调节。但海洋无脊椎动物没有专门的内分泌腺，它们依靠类似的激素级联反应，包括促肾上腺皮质激素释放激素（CRH）、促肾上腺皮质激素（ACTH）和生物胺（BAs）来应对环境变化。不过，这些调控机制仍有许多未知之处。
长链非编码 RNA（lncRNAs）作为一类不编码蛋白质的 RNA 分子，在各种生理过程中发挥着重要作用，如生长、发育和应激反应等。一些 lncRNAs 还参与调节应激诱导的激素，但它们在 cAMP/CREB 信号通路中的潜在作用尚不明确。章鱼胺（OA）作为一种应激诱导激素，在无脊椎动物的生理和行为调节中至关重要，它通过与章鱼胺受体（OARs）结合发挥作用。在昆虫和甲壳类动物中，OA 和 OARs 在应激反应中的作用已被广泛研究，但在贝类中，相关研究还很匮乏。
在马氏珠母贝（Pinctada fucata martensii）的研究中，此前已发现特定 lncRNAs 和 OAR 基因与贝壳生长、修复有关，但具体的调控机制并不清楚。为了解开这些谜团，国内研究人员开展了深入研究，相关成果发表在《Aquaculture》上。这项研究意义重大，它有助于揭示贝类生长和应激反应的调控机制，为可持续水产养殖和生态修复提供理论支持。
研究人员开展此项研究时，主要运用了以下关键技术方法：基于已发表的基因组数据，利用 RACE 技术克隆出 lncRNA033033 的全长序列；通过 ORF finder 和 CPAT 分析其编码能力；运用 MFOLD 进行二级结构预测；采用 RNA pulldown 技术检测 lncRNA033033 与 OAR 的相互作用；在体外进行 lncRNA033033 的过表达实验，研究其对相关信号通路的影响 。实验所用的马氏珠母贝样本来自中国湛江大井村沿海的牡蛎养殖场。
研究结果
- lncRNA033033 的鉴定与特性：研究人员根据已发表的基因组数据，确定 lncRNA033033 为反义 lncRNA。通过 RACE 技术克隆得到其全长为 576bp。经 ORF finder 和 CPAT 分析，发现它编码蛋白质的可能性很低，最大开放阅读框（ORF）为 318bp，编码 105 个氨基酸，编码概率仅 0.082，且没有编码标签，符合非编码 RNA 的特征。利用 MFOLD 预测其二级结构，呈现出类似三叶草的形状。
- 表达和分布情况：lncRNA033033 在马氏珠母贝的外套膜组织中高表达，并且与成年牡蛎的生长性状显著相关。在幼虫发育阶段，早期担轮幼虫和眼点幼虫期，随着初级外骨骼的形成，其表达量增加。这表明 lncRNA033033 在贝壳形成的关键时期发挥着作用。
- 贝壳损伤后的表达变化：当贝壳受到损伤后，在两天内，lncRNA033033 在马氏珠母贝外套膜中的表达先下调后上调。这种变化趋势暗示它参与了贝壳从应激反应到修复恢复的过程。
- 与 OAR 的相互作用及对信号通路的影响：通过 RNA pulldown 实验发现，lncRNA033033 能够与 OAR 相互作用。在体外过表达 lncRNA033033 时，它会竞争性地与章鱼胺（OA）结合 PfOAR，进而抑制由 OA 诱导的 cAMP 介导的 cAMP 反应元件结合蛋白（CREB）信号通路 。这说明 lncRNA033033 可能通过影响 OA 与 OAR 的结合，调控下游信号通路，从而影响贝壳的生长和修复。
研究结论与讨论
研究表明，lncRNA033033 是在马氏珠母贝外套膜中高表达的新型 lncRNA，与多个与生长性状相关的单核苷酸多态性（SNPs）有关。它在幼虫和成年阶段的贝壳形成与生长过程中都起着关键作用。贝壳受损后其表达的变化，充分证明它参与了贝壳的修复和恢复过程。此外，lncRNA033033 与 OAR 的相互作用，以及对 cAMP - CREB 信号通路的调节，揭示了一种新的调控机制。
在成年双壳贝类中，外套膜负责分泌碳酸钙矿物质，这是贝壳形成和生长的主要成分。在幼虫阶段，贝壳的初始形成和生长涉及碳酸钙的多晶转变和结构改变。lncRNA033033 的发现，为深入理解贝类生长和应激反应的分子机制提供了新的视角。它可能成为未来水产养殖中促进贝类生长、提高贝类抗逆性的潜在靶点，对于推动可持续水产养殖发展具有重要意义。同时，该研究也为其他海洋生物的相关研究提供了参考，有助于进一步揭示海洋生物在复杂环境变化下的适应机制。
