海參有個(gè)神奇的功能：在遇到危險(xiǎn)時(shí)會(huì)把自己的內(nèi)臟拋出，轉(zhuǎn)移捕食者的注意力，保全“小命”，而2周～3周后又會(huì)有新的內(nèi)臟長(zhǎng)出來(lái)。從再生醫(yī)學(xué)角度看，海參頗具研究潛力，但長(zhǎng)期以來(lái)，相關(guān)研究鮮有突破。

近日，由中國(guó)科學(xué)院海洋研究所相建海、楊紅生、李富花研究員領(lǐng)導(dǎo)，聯(lián)合加拿大紐芬蘭紀(jì)念大學(xué)等單位合作完成的研究論文在線發(fā)表在《大眾科學(xué)圖書館生物卷》上。該研究首次完成了海參的全基因組精細(xì)參考圖譜的繪制，揭示了海參的特殊形態(tài)進(jìn)化與再生潛能的分子基礎(chǔ)，為組織器官再生機(jī)制研究與再生醫(yī)學(xué)應(yīng)用、棘皮動(dòng)物進(jìn)化等研究提供了示范。

據(jù)介紹，研究人員構(gòu)建了海參全基因組的精細(xì)圖譜。“從2012年起步到2015年全部測(cè)出，此后近兩年都在分析其中的信息。”研究人員張曉軍介紹，此次完成的國(guó)際首份完整的海參基因圖譜，給基礎(chǔ)研究帶來(lái)極大便利。“過(guò)去研究基因需要一個(gè)一個(gè)克隆，現(xiàn)在研究者直接去數(shù)據(jù)庫(kù)找出需要的基因序列就行。”

他們?cè)趯?duì)海參基因組序列的研究中發(fā)現(xiàn)，海參特有的由11個(gè)基因串聯(lián)重復(fù)組成的PSP94-like基因簇和顯著擴(kuò)張成簇的FREP基因與海參具有超強(qiáng)再生能力密切相關(guān)。“這兩個(gè)基因線索對(duì)生物醫(yī)學(xué)有很好的借鑒作用。未來(lái)可驗(yàn)證人體是否存在相似基因，給器官再生提供了新的研究思路。”張曉軍說(shuō)，海參具有營(yíng)養(yǎng)與醫(yī)用價(jià)值，海參皂苷具有抗腫瘤、抗病毒、免疫調(diào)節(jié)等多種生物活性，通過(guò)基因組可以弄清楚其代謝途徑，找到相關(guān)的基因來(lái)研發(fā)新藥。

另外，海參以海底泥沙和碎屑為食，有著強(qiáng)大的免疫能力，而目前人類對(duì)此了解不多，這是該研究團(tuán)隊(duì)近一兩年內(nèi)的研究方向，希望找到更多與免疫相關(guān)的基因，破譯先天免疫和適應(yīng)性免疫基因的進(jìn)化過(guò)程。

據(jù)了解，再生醫(yī)學(xué)研究長(zhǎng)期以來(lái)以小鼠和蠑螈等為模型，研究人員對(duì)海參則較為陌生。

“海參是器官再生很好的動(dòng)物模型，它將體內(nèi)內(nèi)臟幾乎全部排出體外的過(guò)程可以通過(guò)人工刺激誘導(dǎo)，很容易控制，且再生過(guò)程也很快。除了內(nèi)臟再生，海參處于從無(wú)脊椎動(dòng)物向脊椎動(dòng)物分化的獨(dú)特進(jìn)化地位，還有很多有趣特點(diǎn)，其外觀柔軟，骨骼退化為肉眼看不見(jiàn)的細(xì)小骨片，具有強(qiáng)大的再生潛能，”張曉軍介紹，探索棘皮動(dòng)物的再生奧秘，將為再生醫(yī)學(xué)提供新的研究視角。

張曉軍以海參的近親——海膽舉例，海膽也是棘皮動(dòng)物，具有顯著、發(fā)達(dá)的外骨骼，就是其表面的“刺”，這些“刺”折斷后也可再生。基因組解析發(fā)現(xiàn)，海參和海膽都具有相對(duì)完整的骨骼發(fā)育通路，不同之處在于海膽的礦化基因?yàn)?1個(gè)，海參縮減為7個(gè)，且海參礦化基因在發(fā)育過(guò)程中表達(dá)很低，這是其骨骼顯著退化的根本原因。（記者王瀟雨）