中华绒螯蟹Wnt基因家族的全基因组鉴定及其在肢体再生中的表达调控机制

本研究针对中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)中Wnt基因家族的系统研究空白，通过全基因组鉴定技术首次揭示该物种存在29个Wnt基因，发现Wnt7亚型特异性扩张现象，并证实Wnt5和Wnt11在肢体再生中的关键作用。研究为甲壳动物发育生物学和再生医学研究提供了重要分子靶点。

　　

在生物医学领域，Wnt基因家族作为高度保守的分泌型糖蛋白编码基因，在胚胎发育、组织稳态和再生修复中扮演着核心角色。这类基因最初在小鼠乳腺肿瘤中被发现，因其与果蝇wingless基因的同源性而被命名为Wnt（Wingless-related integration site）。近年来，随着测序技术的突破性进展，科学家们逐渐揭开这个古老基因家族在各类生物中的神秘面纱。然而在甲壳动物特别是具有重要经济价值的中华绒螯蟹中，Wnt基因的系统研究仍是一片亟待开垦的处女地。这种被称为"大闸蟹"的物种不仅是中国淡水养殖的支柱产业，更因其惊人的肢体再生能力成为研究再生医学的理想模型。

正是基于这样的背景，由上海海洋大学农业部淡水水产种质资源重点实验室Maolei Wei、Xinxin Chen等组成的研究团队在《Aquaculture and Fisheries》发表了开创性研究成果。研究团队整合生物信息学与分子生物学技术，首先从NCBI数据库获取49个物种的基因组数据，运用BLASTP进行同源基因检索；通过MAFFT和IQ-TREE构建系统发育树；利用Expasy分析蛋白理化性质；采用MEME和CDD数据库预测保守结构域；最后基于PRJNA733310和PRJNA1207707两个RNA-seq数据集解析表达模式。

研究结果部分呈现了系列重要发现：

"Wnts的鉴定"显示中华绒螯蟹拥有29个Wnt基因，数量远超其他节肢动物（如蜜蜂7个、赤拟谷盗9个），在十足目动物中呈现显著基因扩张现象。

"系统发育分析和染色体定位"将Wnt分为8个进化群，其中Wnt7亚型存在16个拷贝的物种特异性扩张。染色体定位揭示14个基因分布于染色体上，Wnt1/Wnt6/Wnt10形成保守基因簇。

"Wnts的保守结构"通过基序分析发现10个保守模体，所有成员均含典型Wnt结构域，证实该家族在进化中的高度保守性。

"不同组织的表达模式"显示Wnt4在眼柄高表达，Wnt16.1/Wnt16.2在鳃组织优势表达，提示这些基因可能参与感觉器官和呼吸系统的功能调控。

"肢体再生中的表达模式"最具突破性，发现Wnt5在截肢后30天、Wnt11在15天显著上调，暗示二者可能通过时序性调控参与再生过程的不同阶段。

在讨论环节，研究者将发现置于更广阔的进化生物学视角：Wnt7的扩张可能反映中华绒螯蟹对环境适应的特殊需求；Wnt5在刺胞动物和水螅再生中的保守功能被再次验证；而Wnt11与涡虫极性建立的关联暗示再生机制的跨物种保守性。这些发现不仅填补了甲壳动物Wnt基因研究的空白，更为解析节肢动物肢体再生的分子机制提供了关键线索。

该研究的创新价值体现在三方面：首次完成中华绒螯蟹Wnt家族全基因组图谱；发现十足目动物特异的Wnt7扩张现象；揭示Wnt5/Wnt11在甲壳动物再生中的新功能。这些成果为后续开展水产动物遗传育种、再生医学研究奠定了理论基础，也为探索Wnt信号通路在进化过程中的保守性与多样性提供了新模式生物。随着对Wnt基因调控网络认识的深入，未来或可通过基因编辑等技术手段，提升经济甲壳动物的再生能力和养殖效益。