低pH胁迫下虾夷扇贝MCM基因家族的鉴定及其在生长阻滞中的调控机制研究

海洋酸化威胁下，青岛滨海大学医学院团队聚焦虾夷扇贝(Patinopecten yessoensis)生长阻滞难题，首次系统鉴定其MCM基因家族(PyMCM2-10)，揭示该家族通过调控DNA复制与修复的差异化响应策略（如PyMCM5显著下调而PyMCM8/9保持稳定），为解析双壳类应对环境胁迫的分子机制提供新视角。

　　

随着全球气候变化加剧，海洋酸化已成为威胁海洋生态系统的重要环境压力。作为典型的经济双壳类，虾夷扇贝(Patinopecten yessoensis)在面临pH值持续下降的海水环境时，表现出显著的生长阻滞现象，这直接影响了其养殖经济效益。然而，目前关于低pH胁迫导致双壳类生长迟缓的分子机制仍知之甚少。鉴于细胞增殖是生物体生长的根本基础，而微小染色体维持蛋白(minichromosome maintenance, MCM)家族作为DNA复制起始和细胞周期调控的核心元件，其在环境胁迫下的功能变化可能成为破解这一科学难题的关键。

青岛滨海大学医学院的研究团队在《Comparative Biochemistry and Physiology Part D: Genomics and Proteomics》发表的研究，首次从细胞增殖角度系统探究了虾夷扇贝MCM基因家族在低pH胁迫下的响应机制。研究通过全基因组筛选鉴定了9个PyMCM基因，采用多组学技术（包括系统发育分析、时空表达谱分析、qPCR验证和原位杂交）揭示了该家族成员在发育调控和应激响应中的独特作用模式。

基因组-wide identification and sequence analysis of MCMs in P. yessoensis
研究团队基于虾夷扇贝基因组数据库(PRJNA259405/SRA027310)，通过同源比对鉴定出PyMCM2-10共9个基因。这些基因分布在6条染色体上，编码的蛋白均含有典型的MCM结构域，其中PyMCM6的蛋白序列最为保守（与人类同源基因相似度达78.3%）。

Identification and sequence analysis of PyMCMs
系统发育分析显示PyMCMs可分为三大功能群：DNA复制核心组分(MCM2-7)、重组修复辅助因子(MCM8/9)以及复制延伸调控因子(MCM10)。值得注意的是，PyMCM6在所有发育阶段均保持高表达（>44 TPM），暗示其在基础细胞增殖中的核心作用。

Discussion
研究发现低pH胁迫导致PyMCMs呈现差异化表达：DNA复制核心组分(PyMCM2-7)显著下调（|log₂FC|最高达3.5），而DNA修复相关成员(PyMCM8/9)则保持稳定。这种"抑制增殖但维持修复"的策略，可能是扇贝应对酸性环境诱导的DNA损伤的适应性机制。qPCR验证显示pH7.4组的PyMCM5表达量仅为对照组的12%，且抑制效应随pH降低而增强（p<0.05）。

Conclusion
该研究首次在双壳类中建立了MCM基因家族与低pH胁迫下生长阻滞的分子联系，提出"选择性调控DNA复制能力"的环境适应新假说。发现PyMCM6作为持续高表达的"看家基因"可能成为评估扇贝生长潜力的分子标记，而PyMCM5的敏感响应特性可发展为酸化胁迫的早期预警指标。这些发现不仅为理解海洋无脊椎动物的环境适应机制提供了理论突破，也为水产养殖业的抗逆品种选育提供了分子靶点。