转录组分析揭示了Urechis unicinctus消化道的功能区室化特征

《Genes & Genomics》：Transcriptomic analysis reveals functional compartmentalization of the digestive tract in Urechis unicinctus

本研究通过转录组测序分析乌雷希斯单环海陆林前肠、中肠、后肠及肛囊的分子特征，发现各区域存在独特的转录谱，支持其功能分区。前肠和后肠分别与代谢及肌肉组织相关，肛囊富集钠离子运输和盐胁迫响应通路，中肠则专注于碳水化合物和氨基酸代谢。该研究为理解环节动物消化道功能分化和后续应用研究提供了分子基础。

　　

摘要

背景

海洋环节动物的消化系统对营养代谢、腔内物质运输以及与环境之间的相互作用至关重要；然而，在包括Urechis unicinctus在内的棘皮动物中，针对不同区域的分子特征研究仍然有限。

目的

研究U. unicinctus消化道功能区隔的分子基础。

方法

我们对解剖学上定义的肠道区域（包括前肠、中肠、后肠和肛门囊）进行了全转录组分析，并以肌肉组织作为参考对照。使用Illumina NovaSeq平台进行了RNA测序。随后进行了差异表达分析以及基于基因交集的分析，并通过Benjamini–Hochberg假发现率校正方法进行了基因本体论（Gene Ontology）和反应组（Reactome）富集分析。

结果

在不同肠道区域发现了不同的转录谱型，这支持了沿前后轴的功能分区。在所有肠道区域中都共同存在的基因显著富集于与纤毛和微管相关的过程，表明整个消化道的上皮运动机制具有保守性。中肠在碳水化合物和氨基酸代谢途径中富集，这与其消化和吸收功能一致。肛门囊在钠离子转运和盐胁迫响应途径中富集，并与中肠具有相似的脂质代谢特征，表明代谢过程与溶质调节之间存在协同作用。后肠在细胞骨架组织和肌动蛋白丝相关过程中富集，并且在转录水平上与肌肉组织接近，这与其收缩特化特征相符。

结论

这些发现为理解U. unicinctus消化系统的区域特异性功能特化提供了分子框架，并为未来的生理学和应用研究奠定了基础。