海參“吐絲”之謎

從中國科學院南海海洋研究所獲悉，該所熱帶海洋生物資源與生態重點實驗室研究員胡超群團隊，成功破解了海參“吐絲”之謎。該研究揭示了玉足海參居維氏器防御敵害的物質基礎、感知過程與噴射機制，在海參敵害防御機制研究方面取得突破性進展。相關研究成果于近日發表在國際期刊《美國科學院院報》上。

　　“吐絲”是許多熱帶海參遭到敵害威脅時，從肛門處噴出絲狀小管并黏附纏繞捕食者的一種防御機制。海參噴出的小管被稱為“居維氏器”，最早由法國古生物學家喬治·居維葉在1831年首次描述并以其名字命名。然而，190多年以來，居維氏器的成分及其黏性產生的機制一直是未解之謎。

　　胡超群團隊以廣泛分布于印度—西太平洋熱帶海域的一種居維氏器發達的玉足海參為研究對象。“我們發現玉足海參的居維氏器在黏附和纏繞敵害時，其外層間皮層和中層結締組織層分別提供黏性和韌性的作用。通過染色體級的高精度基因組測序，發現居維氏器外層的黏性蛋白具有長串聯重復序列，與蜘蛛和家蠶的絲蛋白類似。該類蛋白的結構為交叉—β結構，與人類阿爾茨海默病、帕金森病等疾病的致病性淀粉樣蛋白相似。”胡超群說。

　　研究結果表明，玉足海參利用瞬時受體電位通道感受捕食者施加的機械壓力，并通過釋放乙酰膽堿信號刺激居維氏器。在進化過程中，玉足海參基因組的3號和12號染色體集中形成了多個新基因，這些新基因使得居維氏器能夠接收乙酰膽堿信號，并生成淀粉樣黏性蛋白。

　　該發現闡釋了海參“吐絲”的御敵行為機制，有望用于研發能提高人工增養殖海參適應能力的新技術，并為新型仿生水下黏合材料的研發提供了新思路。