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为探究 SIRTs 在扇贝寿命调控中的作用，研究人员对两种扇贝展开研究，为培育长寿命大扇贝提供依据。
在广阔的海洋世界里，贝类家族成员众多，其中扇贝深受人们喜爱，不仅是餐桌上的美味佳肴，在渔业和水产养殖业中也占据着重要地位。然而，有一种名为海湾扇贝（Argopecten irradians）的扇贝，却面临着一些发展困境。它的个头较小，而且由于近亲繁殖问题，出现了严重的近交衰退现象，这就像一个隐藏在暗处的 “杀手”，严重阻碍了海湾扇贝养殖业的可持续发展。与此同时，另一种扇贝 —— 秘鲁扇贝（A. purpuratus）进入了人们的视野，它生长速度快，寿命可达 7 - 10 年，而海湾扇贝寿命通常不超过两年。科学家们发现，将海湾扇贝和秘鲁扇贝进行杂交，得到的后代不仅寿命延长，体型也显著增大，这让人们看到了培育优质扇贝品种的希望。
那么，是什么让秘鲁扇贝拥有这样的优势呢？科学家们猜测，秘鲁扇贝体内或许存在着 “长寿基因”。在众多可能的 “候选基因” 中，有一类名为沉默调节蛋白（Sirtuins，SIRTs）的物质引起了研究人员的浓厚兴趣。SIRTs 是 III 类组蛋白去乙酰化酶，参与了包括胰岛素调节、细胞衰老、端粒维持和寿命控制等多种生物学过程，在酵母、小鼠等生物的寿命调控中发挥着关键作用。但在水生动物领域，SIRTs 对寿命的影响却鲜为人知。为了揭开这个神秘的面纱，中国科学院烟台海岸带研究所等机构的研究人员展开了深入研究，相关成果发表在《Marine Life Science 》杂志上。
为了深入探究 SIRTs 在扇贝寿命调控中的作用，研究人员主要采用了以下几种关键技术方法：首先是基因克隆技术，从两种扇贝的基因组中克隆出 SIRT1 和 SIRT6 基因；其次是序列分析技术，对克隆出的基因进行序列测定和分析，研究基因的结构和变异；最后是转录组分析技术，通过对不同处理组的扇贝进行转录组测序，研究 SIRT 基因家族及其相关基因的表达变化。
研究人员首先对两种扇贝的 SIRT 基因家族进行了全基因组分析，发现海湾扇贝中有 15 个 SIRT 基因，而秘鲁扇贝中有 11 个，它们在基因数量、序列和分子量等方面都存在差异。通过系统发育分析，研究人员将 SIRT 基因家族分为八个进化分支，并且发现大多数 SIRT 基因位于 4 号染色体上，但在同源染色体上的分布存在差异。此外，研究还检测到了基因的串联重复事件，海湾扇贝中的这类事件更多，这表明串联重复在海湾扇贝 SIRT 基因家族的扩张中起到了重要作用。
接着，研究人员对 SIRT1 和 SIRT6 基因进行了克隆和序列分析。结果显示，这两个基因在两种扇贝中的开放阅读框（ORF）长度、编码的氨基酸数量以及蛋白序列都存在差异。例如，AiSIRT1 的 ORF 为 2382bp，编码 793 个氨基酸，而 ApSIRT1 的 ORF 为 2307bp，编码 768 个氨基酸。这些差异可能导致蛋白活性和功能的不同。进一步的氨基酸序列比对和系统发育分析表明，SIRT1 和 SIRT6 在不同物种中具有一定的保守性，但在两种扇贝之间也存在一些差异，这暗示它们在扇贝的寿命调控中可能发挥着不同的作用。
研究人员还对 SIRT1 和 SIRT6 在两种扇贝不同组织中的表达情况进行了研究。结果发现，它们在不同组织中的表达模式存在差异。在 12 个月大的海湾扇贝中，AiSIRT1 在性腺中的表达量最高，而在 12 个月大的秘鲁扇贝中，ApSIRT1 在肝胰腺中的表达量最高。这表明 SIRT1 和 SIRT6 在不同组织中的功能可能有所不同，并且可能与扇贝的寿命和生长发育密切相关。
在营养限制（NR）条件下，研究人员对两种扇贝的 SIRT 基因家族及其相关基因的表达进行了转录组分析。结果发现，SIRT2 和 SIRT6 在营养限制应激反应中显著参与，并且在两种扇贝中的表达变化趋势不同。在秘鲁扇贝中，SIRT6 的表达显著增加，同时其下游的一些与抗老化相关的基因，如 FoxO、BINP3、GADD45 等也上调，并且自噬和抗凋亡相关基因的表达也明显增强。而在海湾扇贝中，这些基因的变化相对较小。这表明两种扇贝对营养限制的响应存在差异，秘鲁扇贝可能具有更强的抗老化能力。
综合以上研究结果，研究人员认为，SIRTs 基因家族在两种扇贝的进化过程中受到了不同的选择压力，基因复制和序列变异导致了它们功能的多样化。其中，ApSIRT1 和 ApSIRT6 - 2 可能是秘鲁扇贝中的抗衰老基因，它们的高表达可能有助于延长秘鲁扇贝的寿命。此外，营养限制可能通过调节 SIRT 相关的信号通路，如 FoxO 信号通路、自噬信号通路和凋亡信号通路等，来影响扇贝的寿命。研究还发现，营养限制可能通过减少 DNA 损伤、上调 FoxO 相关基因以及诱导自噬相关和抗凋亡基因的表达，从而延长扇贝的寿命。
这项研究首次全面地对秘鲁扇贝和海湾扇贝的 SIRT 基因家族进行了全基因组分析，深入探讨了 SIRT1 和 SIRT6 的分子特征及其在寿命调控中的潜在作用。研究结果为理解 SIRTs 在水生动物寿命调控中的作用提供了重要依据，也为培育长寿命、大个体的扇贝杂交品种提供了潜在的生物标志物，对水产养殖业的可持续发展具有重要意义。同时，研究还揭示了两种扇贝在进化过程中 SIRT 基因家族的遗传变异，为进一步研究 SIRTs 的寿命调控功能奠定了基础。未来，研究人员可以进一步结合功能实验，深入探究 SIRT 基因家族在扇贝生长发育和寿命调控中的具体机制，为水产养殖提供更多的理论支持和技术指导。
