中科院海洋所在軟體動物體軸發育機制研究方面取得重要進展

半島全媒體記者 王麗平

11月10日，中國科學院海洋研究所劉保忠研究團隊在軟體動物背腹軸發育機制方面取得重要研究進展，相關成果以題為“Molluscan dorsal-ventral patterning relying on BMP2/4 and Chordin provides insights into spiralian development and evolution”（“冠輪動物發育演化新認知：BMP2/4-Chordin調控軟體動物背腹軸發育”）的研究論文發表于生物學Top期刊《Molecular Biology and Evolution》（IF: 16.24）。

背腹軸發育是動物發育生物學的重大基礎問題。背腹體軸的建立為後續器官的發育提供了位置資訊，是動物個體發育的基礎，也是以一直是發育生物學研究的核心問題之一，目前已有一套成熟理論體系。然而近年來發現，冠輪動物（Spiralia）作為一個主要動物分支（包含三分之一以上的動物門類），其背腹軸發育的諸多方面不符合現有理論體系，這使冠輪動物背腹軸的發育機制成為發育生物學領域存在争議的難點。

劉保忠研究團隊以典型冠輪動物—軟體動物為研究對象，針對這一問題開展了深入研究。通過基因敲降等系統的功能實驗，發現和證明了笠貝的背腹軸發育依賴保守的BMP2/4-Chordin信号系統。這是冠輪動物中存在此種背腹軸發育機制的首個報道，為了解動物背腹軸發育機制的演化曆程提供了重要資訊。團隊還發現，BMP2/4-Chordin信号系統已經整合入冠輪動物中獨特的“組織者驅動（Driven by the D quadrant organizer）”發育模式，為解析組織者細胞的功能及冠輪動物獨有的發育模式提供了支援。

該研究團隊長期專注于軟體動物發育生物學研究，近年來取得了系列重要發現。本研究是團隊在發現Hox基因背腹分離表達規律（PNAS，2020）後，在軟體動物發育領域取得的又一重要進展。論文全部3位作者均為團隊核心研究成員，在站博士後譚素建與郇聘研究員為共同第一作者，劉保忠研究員為通訊作者。研究得到了國家重點研發計劃項目、農業部現代農業産業技術體系崗位科學家項目、國家自然科學基金、中科院青促會會員項目及山東省泰山學者工程資助項目等聯合資助。