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为探究海参独特性状的分子机制，研究人员分析两种海参神经肽组，发现新肽及结构特征，助力相关研究。
海参，这些生活在海洋深处的奇妙生物，总是带着许多神秘色彩。其中，Stichopus cf. horrens 在受到刺激时，能像 “液体变形金刚” 一样，迅速液化身体壁，之后又展现出令人惊叹的再生能力；而 Holothuria scabra 则拥有极为坚韧的身体壁，在热带海域自在生活。然而，尽管它们的这些特性十分吸引人，但关于它们的神经生物学和化学多样性，科学家们了解得还很少。
神经肽（Neuropeptides）作为动物神经生物学系统的重要 “通讯兵”，参与调节各种生理和行为过程。在海参中，神经肽对其众多行为和生理活动的调控至关重要。不过，此前其他具有商业价值的热带海参的神经肽组尚未得到充分研究。为了揭开这些海参独特生物特性背后的分子奥秘，来自菲律宾大学迪利曼分校海洋科学研究所（Marine Science Institute, University of the Philippines Diliman）的 John Aidan A. Resoles 和 Eizadora T. Yu 等研究人员展开了深入研究。相关研究成果发表在《Scientific Reports》上。
研究人员运用了多种关键技术方法。首先是动物和组织收集，他们从养殖和野生环境中获取成年的 Holothuria scabra 和 Stichopus cf. horrens 海参，经麻醉、灌注处理后，仔细分离出它们的径向神经索（RNCs）。接着进行组织裂解和蛋白质提取，通过酸化甲醇沉淀和超滤等步骤处理 RNCs 样本。之后利用液相色谱 - 串联质谱（LC/MS/MS）技术分析内源性肽组分。在数据分析方面，使用多种软件对生成的原始数据进行处理和匹配，并从公共数据库下载相关序列进行对比分析。
下面来看看具体的研究结果：
- 已知神经肽前体成熟肽的发现与结构解析：研究人员通过基于质谱的肽组学分析，在两种海参的径向神经索中检测到 38 种成熟肽，它们来源于 10 种已知的神经肽前体。其中 20 种是此前未报道过的新肽。研究发现，转录组数据集并不能准确反映体内成熟肽的实际情况，两种海参中只有部分神经肽前体转录本会产生成熟肽。此外，通过质谱分析还获得了肽的多种结构信息，如长度、氨基酸序列、翻译后修饰（PTMs）和裂解位点等。研究人员发现成熟肽的平均长度比一些常见研究的肽更长，并且确认了成熟肽末端存在二碱基和单碱基残基以及酸性残基，这些都为神经肽加工机制的研究提供了重要线索。同时，研究还发现两种海参的肽在质量、长度和翻译后修饰上存在差异，表明不同物种在处理神经肽前体时存在独特方式。
- 新神经肽前体的发现：研究成功扩展了棘皮动物的神经肽组，从 7 种被注释为 “假设” 的蛋白质中发现了成熟肽，这些蛋白质实际上是表达基因。通过机器学习功能注释和多种特征分析，研究人员将这些蛋白质确认为潜在的新神经肽前体。虽然还需要进一步的功能研究来验证它们作为神经肽的活性，但这一发现为神经肽研究开辟了新的方向。
- 海参神经组织中其他内源性肽的发现：除了神经肽，研究还检测到一些来自非神经肽前体的肽序列，如源自胶原蛋白前体的 holokinin，这些肽进一步证明了 cryptides 在生物系统中的重要作用。同时还发现了一些与肌肉运动相关蛋白衍生的肽，并且这些肽存在修饰状态的变化。
在讨论部分，研究人员指出，基于质谱的肽组学技术能够提供成熟肽的结构信息，有助于发现新的肽和神经肽前体，弥补了基因组方法的不足。此次研究全面分析了两种海参的神经肽组，发现了许多结构多样的肽，这些肽可能与海参独特的再生、伤口愈合能力及其他生物学特性相关。同时，研究还揭示了神经肽加工过程中可能涉及的新蛋白酶，以及翻译后修饰对肽稳定性和效力的重要影响。此外，研究发现不同物种在神经肽处理上存在差异，但也有部分神经肽前体家族在两种海参中都有表达，这些肽可能对维持海参的体内平衡至关重要。
总的来说，这项研究成果为深入理解棘皮动物的神经生物学提供了重要数据，也为利用神经肽提高海参养殖效率和保护野生海参资源提供了新的思路。不过，研究也存在一些局限性，比如部分肽序列无法匹配，这可能是由于缺乏特定数据库和样本中低丰度肽的检测问题。未来的研究可以针对这些不足进一步深入探索，相信会有更多关于海参神经肽的奥秘被揭开。
