由昆士兰大学海洋科学中心领导的一个研究小组公布了棘冠海星的基因组，Acanthaster planci．
该团队的分析，今天发表在自然研究表明，这种动物会分泌特定的蛋白质，向个体发出聚集大量的信号。解开该物种的化学信号传递方法，为研究人员提供了捕捉并可能消除这些海星害虫的替代方法。
棘冠海星原产于印度-太平洋地区的珊瑚礁，在那里它以快速生长的珊瑚为食，并使珊瑚的多样性增加。然而，这些海星是多产的繁殖者，在一个产卵季节可以产下多达6500万颗卵。当它的数量显著增加时，它会对健康的珊瑚礁生长产生负面影响，因为它们吃珊瑚的速度比珊瑚生长的速度还要快。
“(这项研究的目标是)使用基因组学和蛋白质组学(分析)来找到如何消除这种有害海星的方法，”布里斯班昆士兰大学生物科学学院的通讯作者、教授伯纳德·德格南在接受采访时说。
研究人员在论文中写道，像许多其他海洋无脊椎动物一样，棘冠海星主要依靠它们的化学感觉系统来探测环境信号，包括繁殖过程中来自猎物、捕食者和同种生物的信号。他们补充说:“水上信号可能会引导成虫在同步产卵事件之前形成聚集。”
研究小组想要确定，了解这种化学信号的遗传机制是否能让他们找到更好的种群管理策略。Degnan补充说，更具体地说，他们希望基因组数据能让他们创造出蛋白质模拟物，使海星聚集在一起，从而更容易捕获和消灭它们。
首先，研究小组从澳大利亚大堡礁和日本冲绳附近的珊瑚礁地区收集了一个个体的样本。对这些基因组的测序和分析显示，尽管这两个个体的采集距离约为5000公里，但他们是同一物种的成员。
研究人员还通过从用于创建基因组序列读取的同一个体中提取RNA来生成转录组数据，并创建了RNA序列。研究人员利用来自基因组和转录组分析的数据为海星创建了一个蛋白质数据库。
接下来，研究人员从水族箱中聚集的个体中收集了水样。然后，他们使用质谱分析这些样本，确定了海星分泌的108种蛋白质，这些蛋白质可以映射到原始的基因组reads。其中，71种蛋白质被确定为海星聚集时释放的蛋白质，14种是海星在捕食者存在时分泌的蛋白质，23种是在两种情况下释放的蛋白质。
研究人员写道:“此外，37种蛋白质与已知的分泌信号和结构蛋白有关，包括15种室管膜素相关蛋白(EPDRs)， 5种凝集素，以及4种与恶性脑肿瘤中缺失相关的蛋白质。”“在聚集[棘冠海星]的分泌组中检测到15个epdr，表明它们可能在同卵交流中发挥作用;另外11个EPDR基因在[海星]基因组中也高度表达，主要是在外部连接的器官和组织中。”
Degnan指出，这项研究是针对棘冠海星更好的生物控制方法的第一阶段研究的结论，他们现在正在利用这些数据实际创建蛋白质模拟物。他补充说，他们已经开始研究使用类似的方法来开发对另一种入侵海星物种的生物控制，这种海星物种正在新英格兰沿海地区殖民。
此外，他说，这种类型的基因组和蛋白质组学分析也有可能控制生物污染，由藤壶和藻类等生物对管道和水下表面的污染。