Grafisk abstrakt. Kredit:DOI:10.1016/j.csbj.2021.11.041
Metamorfose er påkrævet for de fleste marine hvirvelløse dyr for at udvikle sig fra larver til voksne. Det påvirkes af abiotiske faktorer som temperatur, saltholdighed og belysning samt biologiske faktorer som mad og mikroorganismer.
Den årede rapasnegle (Rapana venosa) er en typisk kødædende gastropod. Tidligere undersøgelser viste, at unge østers kan virke som inducere til at forbedre metamorfosehastigheden af Rapana venosa larver. Det var dog ukendt, hvordan de unge østers påvirker de kompetente Rapana venosa-larver.
For nylig har et forskerhold ledet af prof. Zhang Tao fra Institut for Oceanologi ved Det Kinesiske Videnskabsakademi (IOCAS) evalueret responsen af kritiske gener, symbiotisk mikrobiom og metabolismeprofiler i kompetente larver af R. venosa på induktion af unge østers.
Undersøgelsen blev offentliggjort i Computational and Structural Biotechnology Journal .
Forskerne fandt ud af, at under induktionen af unge østers blev kritiske gener i fordøjelsessystemet og det neuroendokrine system væsentligt ændret i kompetente R. venosa-larver. Ekspressionen af 5-hydroxytryptamin (5-HT)-receptoren var signifikant øget, mens ekspressionen af nitrogenoxidsyntetase og cholecystokinin-receptoren var signifikant reduceret i juvenile østers.
Som et resultat af induktion og udvikling af unge østers viste den symbiotiske mikrobiota og værtsmetaboliske profiler markante ændringer. Differentielle mikroorganismer og metabolitter blev væsentligt beriget i "arginin- og prolinmetabolismens vej", som er relateret til biosyntesen af nitrogenoxid.
Forskerne foreslog en hypotetisk model af juvenil østers-induceret metamorfose i R. venosa. Forbindelserne frigivet af unge østers interagerer sandsynligvis med larverne via smags- eller lugtereceptorer, hvilket udløser neuroendokrine systemændringer, herunder cholecystokinin og cholecystokinin-receptor, 5-HT- og 5-HT-receptor, nitrogenoxid og nitrogenoxidsyntetase.
Derefter kan cholecystokinin regulere udskillelsen af fordøjelsesenzymer og udviklingen af fordøjelsessystemet, og dermed initiere madvaneovergangen fra planteædende til kødædende.
På den anden side regulerer 5-HT og nitrogenoxidsyntetase yderligere metamorfosen af R. venosa, og symbiotisk mikrobiota kan også spille en vigtig rolle i at påvirke madvaneovergangen og metamorfosen.