著名雜志《Nature Genetics》(影響因子31.616)在線發(fā)表中國水產科學研究院黃海水產研究所陳松林實驗室、上海海洋大學水產與生命學院鮑寶龍實驗室、華大基因等單位合作的研究論文《The genome and transcriptome of Japanese flounder provide insights into flatfish asymmetry》鮑寶龍及其指導的碩士研究生陳新頁作為共同第一作者(分別排第2和第4)。該論文完成了褐牙鲆全基因組解析并揭示了光傳導通路調控變態(tài)過程眼睛移動和體色左右不對稱建立的機制。
褐牙鲆等比目魚類眼睛、體色等左右不對稱是非常獨特的現象,也是自達爾文發(fā)表《物種起源》以來進化論引起激烈爭論的著名案例之一。上海海洋大學鮑寶龍實驗室經過十多年的探索,在國際上首次揭示了比目魚類變態(tài)過程眼睛移動是由眶下皮膚細胞分裂推動的,否定了之前人們所認為的眼睛移動是額骨扭轉造成的觀點。此次研究論文在此基礎上,聯合黃海水產研究所陳松林實驗室等單位,通過褐牙鲆全基因組分析,發(fā)現光傳導通路調控眼睛移動和體色左右不對稱建立。通過顯微注射光傳導通路關鍵分子視黃酸至褐牙鲆移動眼眶下區(qū)域,發(fā)現視黃酸通過干擾甲狀腺激素對視黃酸受體/甲狀腺激素受體形成的異二聚體作用而抑制眼睛移動,這是首次表明脊椎動物變態(tài),不僅僅由甲狀腺激素調控,而是存在與其有拮抗關系的調控機制。此外,眼睛移動伴隨身體偏轉90度后,比目魚仔魚倒伏成為底棲生活的稚魚,其身體有眼側體色深而無眼側(著底側)體色淺,人們對于這種兩側不對稱現象形成的機制,尚不得其解。此次研究發(fā)現褐牙鲆體表分布有感光功能的視錐蛋白,通過分別在兩側照射不同顏色的光線和在無眼側注射視黃酸,發(fā)現在褐牙鲆變態(tài)倒伏后,主要是有眼側的感藍光視蛋白接收到水表面來的藍光,導致體表合成視黃酸,誘導成體型黑色素細胞分化。而無眼側(著底側)由于缺少光線,導致該體側黑色素細胞形成很少。這是首次揭示了比目魚類體色左右不對稱建立的機制,發(fā)現了光線調控魚類體色深淺的主要信號通路,這對于理解其它底層魚類和上層魚類背腹面體色深淺也有重要幫助。
鮑寶龍實驗室關于比目魚類變態(tài)的研究,已在Developmental Biology, Biochimica et Biophysica Acta-General Subjects,Mechanism of Development, General and Comparative Endocrinology, Gene, Ichthyological Research等一系列國際主流雜志發(fā)表,一些研究結果曾被 Scott F. Gilbert主編的“Developmental Biology’ 8ed. 和 Brian K. Hall主編的“Bones and Cartilage: Developmental and Evolutionary Skeletal Biology: Second Edition”教課書所引用,此次在比目魚變態(tài)研究方面又取得突破性成果,表明我校比目魚類變態(tài)研究已處于國際領先水平。
此研究中鮑寶龍實驗室所貢獻的部分,受到國家自然科學基金面上項目、上海市水產學一流學科項目、上海市“東方學者”項目、上海市浦江計劃項目等資金資助。