马尼拉蛤选择性摄食浮游植物的糖编码机制：黏膜凝集素介导的碳水化合物识别

《BMC Biology》：Lectin carbohydrate interactions mediate feeding selection in the Manila clam Ruditapes philippinarum

　　

摘要

背景

滤食性双壳类动物在沿海生态系统和海水养殖系统中具有重要的生态和经济意义，它们的摄食行为显著影响营养物质的生物地球化学循环以及水产养殖的产量。尽管人们已经认识到双壳类动物具有选择性摄取颗粒的能力，但其背后的内在机制仍然很大程度上尚未被阐明。本研究通过研究马尼拉蛤（Ruditapes philippinarum）的黏膜凝集素-碳水化合物相互作用，揭示了一种调控颗粒选择的糖编码机制。

结果

马尼拉蛤表现出强烈的摄食选择性，其对Thalassiosira weissflogii的筛选效率达到了100%，而对Platymonas subcordiformis则没有这种选择性。这种偏好性摄取与这两种浮游植物细胞表面的糖基化特征密切相关。Thalassiosira weissflogii富含葡萄糖和半乳糖残基，而Platymonas subcordiformis中这两种单糖的含量较低，但阿拉伯糖和木糖的含量较高。通过凝集素阻断葡萄糖和半乳糖残基可以消除这种摄食偏好并逆转摄取偏向。此外，黏膜蛋白质组学分析显示，蛤的摄食组织中存在丰富的半乳凝集素和C型凝集素，在葡萄糖阻断条件下，一种新的黏膜凝集素基因（RpML）的表达显著下调。

结论

我们的研究结果表明，黏膜凝集素对葡萄糖/半乳糖的识别在摄食前起到了筛选作用，这不仅推进了沿海生物地球化学理论的发展，也为优化双壳类动物的养殖饲料提供了分子基础。