长牡蛎章鱼胺受体的系统进化、信号转导及其在附着变态中的作用

The metamorphosis of oyster and other molluscans was important biological process. This is the critical stage in the molluscan hatchery. The metamorphosis is also the focus of study on the control of marine fouling organism. The neurotransmitters effectively induce the launch of metamorphosis on the marine competent larvae through the G protein coupled receptors (GPCRs), while the molecular mechanism is still not well studied in oyster. We identified two octopamine receptor-like genes in the ~555 oyster GPCR genes, which specifically expressed during metamorphosis. The finding indicated that the these OARs should play important roles during oyster metamorphosis. This project aim to study the evolution history of these octopamine receptor-like genes (OARs) through phylogenetic analysis. In addition, the temporal-spatial expression pattern analysis, ligand receptor binding capacity experiment, gene regulation network analysis, RNAi and pharmacology analysis will also be applied to further confirmation the function of the two OARs in the oyster metamorphosis, as well as the signal pathway they may involved. This study will help to uncover the molecular mechanism of oyster metamorphosis, and will provide new targets to develop drug for controlling the metamorphosis of marine molluscs.

牡蛎等贝类的附着变态是复杂而重要的生命活动现象，是经济贝类育苗的关键阶段，同时也是海洋污损生物防治的重要研究对象。海洋无脊椎动物的附着变态一般受神经调控，经定位在细胞膜上的G蛋白偶联受体（GPCR）传导神经信号。但是神经递质对牡蛎附着变态的分子调控机制尚不清楚。申请人在牡蛎约555个GPCR中鉴定出2个在附着变态期间特异表达的基因，它们属于章鱼胺受体（OAR），表明这类受体在牡蛎附着变态中具有重要作用。本项目拟通过基因家族进化分析的方法明确章鱼胺受体的演化历史；通过时空表达分析、配体受体结合实验、基因调控网络分析、RNAi和药理学分析等方法进一步验证两个OAR基因在牡蛎附着变态过程中的作用及其信号通路。本项目的实施，将有助于解析牡蛎附着变态的分子机制，并可提供新的药物靶标，为人工干预或调控海洋贝类的附着变态提供新的思路。

牡蛎等贝类的附着变态是复杂而重要的生命活动现象，是经济贝类育苗的关键阶段，同时也是海洋污损生物防治的重要研究对象。海洋无脊椎动物的附着变态一般受神经调控，经定位在细胞膜上的G蛋白偶联受体（GPCR）传导神经信号。但是神经递质对牡蛎附着变态的分子调控机制尚不清楚。申请人在牡蛎412个GPCR中鉴定出2个在附着变态期间特异表达的基因，它们属于章鱼胺受体（OAR），表明这类受体在牡蛎附着变态中具有重要作用。本项目通过基因家族进化分析及基因年龄分析的方法明确了章鱼胺受体及其演化历史，结果表明两个受体分别为章鱼胺受体和酪氨酸受体，它们在两侧对称动物中有很早的起源；通过real-time qRT-PCR和荧光免疫等方法分析了它们的时空表达特征，结果表明，章鱼胺受体在眼点幼虫的足表面表达，可能参与了附着基的探索和选择；通过稳定过表达章鱼胺受体的细胞系进行了配体结合力实验和第二信使调控通路分析，结果表明，常见的6种神经递质均无法引起细胞内第二信使cAMP和钙离子的浓度变化，表明牡蛎的章鱼胺受体可能与这些常见配体不能结合或者有其他第二信使通路参与信号转导。本项目的实施，将有助于解析牡蛎附着变态的分子机制，并可提供新的药物靶标，为人工干预或调控海洋贝类的附着变态提供新的思路。