三角帆蚌壳基质蛋白HcN13的发现及其在珍珠层生物矿化中的调控机制

来自中国的研究团队在《Hyriopsis cumingii》中鉴定出新型壳基质蛋白基因HcN13，该蛋白属于成纤维细胞生长因子结合蛋白(FGF-BP)家族。研究表明HcN13通过调控FGF信号通路参与珍珠层有序沉积，首次揭示无脊椎动物FGF-BPs在生物矿化中的关键作用，为珍珠养殖和仿生材料开发提供新思路。

　　

在脊椎动物中，成纤维细胞生长因子结合蛋白(FGF-BPs)通过结合FGFs调控骨骼形成。这项研究首次在淡水蚌类三角帆蚌(Hyriopsis cumingii)中发现新型壳基质蛋白HcN13，经序列分析证实其属于FGF-BP1家族。实时荧光定量PCR和原位杂交显示，HcN13特异性表达于外套膜中央背侧上皮细胞，确认为珍珠层基质蛋白。

当外壳棱柱层和珍珠层再生时，外套膜中HcN13表达显著上调。有趣的是，在体内实验中，敲低HcN13的转录和翻译水平会导致棱柱结构和珍珠片层完全破坏，而体外添加SUMO-HcN13融合蛋白却不会影响晶体多态性和形貌。这表明HcN13可能作为信号调节分子，通过影响下游通路来调控贝壳形成。

更引人注目的是，在珍珠异常沉积阶段，血淋巴细胞中HcN13高表达；而在珍珠有序沉积时，外套膜中HcN13表达活跃。这一时空特异性表达模式揭示了该蛋白在珍珠生物矿化中的双重调控作用。该研究不仅首次在软体动物外壳中发现FGF-BPs的存在，更为无脊椎动物生物矿化机制研究开辟了新视角。