海星臂再生神经索转录组从头组装揭示Asterias amurensis再生关键基因

本研究通过NGS技术对Asterias amurensis臂切除72小时后的神经索进行de novo转录组组装，鉴定出257,769个unigenes及147个DEGs（含43个上调/104个下调基因），结合GO/KEGG/NR/UniProt数据库注释揭示了再生相关基因功能。该研究为棘皮动物再生机制提供新见解，论文发表于《BMC Genomic Data》。

　　

海洋生物再生能力一直是发育生物学的研究热点，其中海星因其独特的臂再生特性成为理想模型。然而，目前对西北太平洋优势种Asterias amurensis在分子层面的再生机制认知仍存在空白，特别是神经索组织在再生过程中的基因调控网络尚未系统解析。韩国釜山国立大学的研究团队通过高通量测序技术填补了这一空白。

研究采用Illumina平台对正常组和臂切除72小时组的神经索进行双端101bp测序，经Trimmomatic质控后获得总计1.58亿条clean reads（Q30>96%）。利用Trinity进行de novo组装生成359,822个contigs，经CD-HIT-EST去冗余得到257,769个unigenes（N50=735bp）。通过TransDecoder预测出17,628个ORF，并采用DIAMOND软件对GO/KEGG/NR/UniProt数据库进行功能注释。差异表达分析使用edgeR算法（FDR<0.05，|FC|>2），最终通过RT-qPCR验证关键DEGs的表达模式。

【实验设计与样本收集】
在15℃恒温海水系统中饲养的20cm个体被分为对照组（n=3）和臂切除组（n=3），72小时后采集神经索组织。这种严格的时间窗口设计确保了再生早期分子事件的捕捉。

【RNA提取与测序】
Hybrid-R试剂盒提取的RNA（RIN≥7）经TruSeq Stranded Total RNA建库后，产生GC含量44%/42%的两组数据。质控指标显示数据质量优异，为后续分析奠定基础。

【转录组组装与注释】
39.43%GC含量的unigenes中，KEGG通路注释揭示多个与细胞增殖（如Wnt信号通路）和组织重塑相关的基因簇。这种全面的功能注释为再生机制研究提供了分子地图。

【DEG与功能富集】
147个显著DEGs中，上调基因富集在神经发生相关通路，而下调基因多与能量代谢相关，暗示再生早期存在能量重分配现象。RT-qPCR对5个候选基因的验证证实了RNA-seq数据的可靠性。

该研究首次构建了A. amurensis神经索再生的转录组图谱，发现再生早期存在明显的转录重编程现象。特别值得注意的是，神经损伤修复相关基因（如neurofilament蛋白编码基因）的快速激活为理解棘皮动物神经再生提供了新线索。尽管受限于单一组织样本，但研究揭示的DEGs网络为后续多组织时空动态研究建立了重要参照系。这些发现不仅拓展了对海洋无脊椎动物再生机制的认知，也为比较医学研究提供了潜在分子靶点。