生物湿粘附现象在海洋生态系统中普遍存在，与海洋生物的生长、发育、运动、捕食等多种生命活动密切相关。海洋生物的粘附形式多样，其粘附结构具有防水性且能与基底产生极强的粘附力，对粘附现象的研究不仅有助于理解海洋生物的环境适应机制，也可为新型仿生粘附材料的开发和海洋污损问题的防治提供新思路。粘附蛋白是介导海洋生物粘附最重要的组分，但由于其组成复杂、物种间序列同源性差、对其缺乏高效的鉴定策略，对海洋粘附蛋白构成和分泌机制的解析仍缺乏系统性。

栉孔扇贝具有足丝分泌量大、分泌快、粘附牢固、易于收集且能够自主解粘附的特性，是研究海洋生物粘附的良好材料。经典理论认为扇贝粘附蛋白由足根部的初级足丝分泌腺产生，沿足沟逐渐向下延伸，足尖部的酶腺分泌催化酶介导足丝与基质粘附发生。为了系统高效地鉴定扇贝粘附蛋白，课题组创新提出了基于足丝分泌过程的时空表达谱和经典分泌蛋白的结构特征构建足丝分泌组的新思路，弥补了质谱法耗时长、注释效率低以及瞬时比较转录组高冗余的局限性，通过设计系统的鉴定流程（图1），最终筛查获得由186个足丝粘附相关蛋白（BRPs）组成的扇贝足丝分泌组。通过对其序列特征、功能、进化分析以及与已知粘附蛋白结构、功能的比较分析，证实了该策略的可靠性。研究首次构建了扇贝足丝分泌组，系统揭示了扇贝足丝粘附的分子基础；结合时空表达图谱和基因共表达网络，解析了扇贝足丝分泌粘附的调控机制，提出与经典的“足根分泌、延伸组装”模型不同的“全足分泌、原位组装”的扇贝足丝分泌粘附新模型（图2）。研究为海洋生物粘附蛋白的系统鉴定和粘附机制解析提供了新思路，丰富了海洋贝类粘附机制的认识，为新型仿生材料的开发应用提供了重要的数据基础。

海洋生物遗传学与育种教育部重点实验室、方宗熙-萨斯海洋分子生物学研究中心的王师教授和王静副教授为本文的共同通讯作者，博士生戴晓婷、朱璇和包立随副教授为本文的共同第一作者。研究工作获得青岛海洋科学与技术试点国家实验室“十四五”重大项目、国家自然科学基金、山东省重点研发项目、山东省泰山学者等项目资助。

图1扇贝足丝分泌组鉴定流程

图2扇贝足丝分泌粘附模型

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https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2001037022002045

Dai X#, Zhu X#, Bao L#, Chen X, Miao Y, Li Y, Li Y, Lv J, Zhang L, Huang X, Bao Z, Wang S*, Wang J*.(2022) Decoding the byssus fabrication by spatiotemporal secretome analysis of scallop foot. Computational and Structural Biotechnology Journal. 20: 2713-2722.