研究人员揭开了鳞足蜗牛的基因组秘密

原文：https://www.ust.hk/news/research-and-innovation/hkust-researchers-unlock-genomic-secrets-scaly-foot-snail

香港科技大学香港研究院的研究人员首次解码了鳞状脚蜗牛基因组，这是一种罕见的蜗牛，它栖息在科学家称之为“生命起源”的深海热喷口中，这种深海热喷口曾被认为是不可能的生存环境。揭开这个独特生物的基因组不仅能揭示几十亿年前生命是如何进化的，而且也将为保护这些古老生物提供的潜在补救措施奠定基础。

尽管极端环境的特点是高压、高温、强酸性和低氧气水平，这与前历史时期的生活条件相似，但热喷口蕴藏着大量生物，其中大多数生物具有巨大的生物医学和其他应用潜力。在如此艰苦的环境中，有鳞的脚蜗牛，也被称为“海穿山甲”，是海洋科学家特别感兴趣的。

有鳞的脚蜗牛是现存唯一的拥有盔甲状的鳞片的腹足类动物(一种主要的无脊椎动物，通常包括蜗牛和蛞蝓)——这是在5.4亿年前寒武纪时期腹足类动物的一个非常常见的特征。这种蜗牛也是世界上已知的唯一一种将铁融入其外骨骼的生物，也是过去十年(2007-2017年)十大令人震惊的海洋物种之一。然而，人们对它的基因组和不寻常的形态知之甚少，因为这种生物极难定位和收集。

最近，由科大海洋科学系及生命科学部讲座教授钱培元教授率领的研究小组，与日本海洋地球科学技术厅(JAMSTEC)的研究人员合作，成功地从印度洋海平面以下2900米处采集了20只这种脚上有鳞的蜗牛，并分析了蜗牛的基因组序列。

与许多科学家的预期相反，该生物没有什么导致其奇特的形态的新的特殊基因，研究小组实际上发现，这种蜗牛的所有基因已经存在于其他软体动物中，如鱿鱼和珍珠牡蛎，而蜗牛的基因序列在整个进化过程中几乎保持不变。研究小组发现，25种转录因子(一种调节许多下游基因表达水平的关键蛋白质)有助于蜗牛的鳞片和壳的形成，它们也有助于软体动物许多其他独特的硬部分的形成，如腹足动物的鳃盖、鱿鱼的喙、甲壳素中的小刺或南美锥虫多毛类。

“虽然没有发现新的基因，但我们的研究为生物矿化提供了有价值的见解——一个基因组合的聚集、定位和开关的过程，定义了一个物种的形态，” 同时也是大卫冯汉斯曼理学讲座教授的钱培元教授说。“揭开有鳞足蜗牛的基因组，使我们对软体动物的遗传机制有了更深入的了解，奠定了基因基础，为应用铺平了道路。一个可能的方向是他们的铁壳如何承受重击，这可以为我们提供更具保护性的装甲制造方法的见解。”

这些发现最近发表在科学杂志《自然通讯》上。