揭秘栉孔扇贝精子发生调控密码：miR-87a-3p1靶向 Klf4 的关键作用

为探究 miR-87a-3p1对栉孔扇贝（Chlamys farreri）精子发生的调控机制，研究人员开展相关研究。结果发现 miR-87a-3p1靶向 Klf4 抑制精子发生和睾丸发育。该研究为贝类性腺发育研究及水产育种技术发展提供重要信息。

　　

在神秘的生物世界里，生命的繁衍一直是备受关注的话题。对于贝类生物而言，它们独特的繁殖模式吸引着众多科研人员的目光。在众多贝类中，栉孔扇贝（Chlamys farreri）不仅具有重要的经济价值，还在生物学研究领域有着独特的意义。

MicroRNAs（miRNAs，一类约 20 - 24 个核苷酸的短链非编码 RNA）在生物的各种生理过程中扮演着关键角色，尤其是在性腺发育方面。miR - 87 作为其中一员，在不同生物中有着多样的功能，但在贝类性腺发育中的作用却尚未完全明晰。Krüppel 样因子 4（Klf4，一种进化上保守的锌指转录因子家族成员）在睾丸发育中至关重要，然而，参与调控睾丸中 Klf4 表达模式的 miRNAs 却鲜为人知。在这样的研究背景下，开展关于栉孔扇贝中 miR - 87a - 3p₁对精子发生调控机制的研究就显得尤为迫切。

为了解开这些谜团，来自未知研究机构的研究人员踏上了探索之旅。他们开展了一系列研究，最终发现，在栉孔扇贝中，miR - 87a - 3p₁能够特异性地靶向 Klf4，进而抑制精子发生和睾丸发育。这一发现意义重大，它为深入理解贝类性腺发育的调控机制提供了新的视角，也为水产养殖领域新育种技术的开发奠定了理论基础。该研究成果发表在《Aquaculture》杂志上。

研究人员在研究过程中运用了多种关键技术方法。首先，利用栉孔扇贝的小 RNA 和性腺转录组数据，借助 miRanda 和 RNAhybrid 软件预测 miR - 87a - 3p₁的潜在靶基因。其次，采用双荧光素酶报告基因检测（dual - luciferase reporter assay）验证 miR - 87a - 3p₁与靶基因的相互作用。此外，通过构建真核表达载体、使用 miR - 87a - 3p₁模拟物（mimics）以及 miR - 87a - 3p₁ Agomir 进行体内外实验，探究 miR - 87a - 3p₁对 Klf4 的调控机制及对睾丸发育的影响。

下面来看具体的研究结果：

• 预测 miR-87a-3p₁的潜在靶基因：研究人员整合栉孔扇贝小 RNA 和性腺转录组数据，运用 miRanda 和 RNAhybrid 检测 miRNA 结合位点，筛选出最小结合自由能（mfe ≤ -20 kcal/mol）且 | log₂(fold change)| ≥ 1 的雄性偏好靶基因，最终确定了 Klf4、Col10a1、Lipm 和 Ifi44l 这四个候选基因。
• 验证 miR-87a-3p₁与靶基因的相互作用：利用双荧光素酶报告基因检测，将 pmirGLO 载体线性化后进行实验，进一步验证了 miR - 87a - 3p₁与靶基因之间的关系。
• 确定 Klf4 是 miR-87a-3p₁的主要靶基因：综合分析预测结果，发现 Klf4 是 miR - 87a - 3p₁在栉孔扇贝睾丸中的主要靶基因。当在睾丸中过表达 miR - 87a - 3p₁时，Klf4 的 mRNA 表达水平和相应的 KLF4 蛋白水平显著下降，这表明 miR - 87a - 3p₁通过靶向 Klf4 对精子发生和睾丸发育产生影响。

研究结论表明，Klf4 是栉孔扇贝睾丸中 miR - 87a - 3p₁的主要靶基因。miR - 87a - 3p₁能够与 Klf4 mRNA 的编码序列（CDS）区域结合，在翻译水平和 mRNA 降解方面发挥作用，从而下调 Klf4 在 mRNA 和蛋白质水平的表达，抑制栉孔扇贝睾丸中的精子发生。

在讨论部分，研究人员进一步强调了这一发现的重要性。该研究首次明确了 miR - 87a - 3p₁与 Klf4 在栉孔扇贝睾丸发育过程中的调控关系，填补了贝类性腺发育调控机制研究的部分空白。这不仅有助于深入理解贝类的繁殖生物学，还为水产养殖中通过调控性腺发育提高养殖产量和品质提供了理论依据。未来，研究人员可以基于此研究成果，进一步探索其他相关调控因子，为水产养殖领域的发展提供更多创新思路和技术支持。