近日，中国海洋大学教授董波团队研究发现牛磺酸驱动的海鞘幼虫趋化和变态发育机制。相关成果发表在在《科学进展》。
牛磺酸是一种游离氨基酸，在海洋经济动物如扇贝和牡蛎中含量较高，是陆地生物的几百倍，具有维持机体渗透压平衡、增加神经传导和兴奋等功能，因此也是某些用于提高神经兴奋和抗疲劳功能饮料的重要成分。
大多数海洋无脊椎动物都要经历附着变态过程，从浮游阶段转变为底栖或固着的成体。海洋幼虫在环境适宜的地点附着变态对于种群的定植和扩张至关重要，但往往也会导致诸多生态问题，如生物入侵和附着污损。化学感知是生物最基本的感知功能之一，生物通过感知不同化学物质寻找适宜环境。海洋幼虫如何依赖感知环境信号分子来塑造种群一直以来备受关注，但感知机制与行为研究却相对缺乏。
研究团队以近岸典型污损生物萨氏海鞘为模式，通过室内幼虫趋化行为学实验，确定了养殖贝类和成体海鞘组织中含有吸引海鞘幼虫并诱导附着变态的化学物质。通过对组织提取物的质谱分析结合趋化行为学筛选，鉴定得到贝类和成体海鞘组织中高含量的牛磺酸是海鞘幼虫的化学吸引物和变态诱导剂。
为了进一步明确幼虫对牛磺酸分子的感知机制，团队利用钙离子成像技术，将可在表皮泛表达的jGCaMP7c遗传编码荧光探针转入海鞘受精卵中，待发育至幼虫期后通过牛磺酸刺激，确定了幼虫躯干前端乳突结构中的特定细胞类型可直接响应刺激。
通过对乳突中三种不同细胞类型的分析筛查，研究人员确定了并行脉冲神经元可直接感知牛磺酸，并将神经兴奋传递至幼虫中枢神经系统的运动神经节和背神经索；从化学感知到幼虫行为输出这一过程依赖于神经肽-促性腺激素释放激素信号得以实现。
相关论文信息：https://doi.org/10.1126/sciadv.aeb9574
新闻链接：【科学网】功能饮料成分竟是海洋幼虫“安家指南”？科学家揭示其附着机制
编辑：左伟
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