抗衰老機制一直是生命科學前沿熱點問題。Science期刊曾將“人類壽命到底可以延長多久”列為推動基礎(chǔ)科學研究的科學難題之一，時隔十六年，于2021年其再次將“我們可以阻止自己衰老嗎”列為世界最前沿的生命科學問題之一。為解釋這個科學問題，生物學家們對幾種處于不同進化地位的陸生模式生物進行了廣泛研究，表明壽命的演化來源于基因突變的積累。以往研究主要通過誘變等實驗操作在幾種陸生模式生物中獲得突變體開展，而研究表明通過這種途徑延長壽命的同時，往往會以損害其他健康性能為代價。因此，非常有必要研究由進化中的基因突變自然延長壽命且保持機體健康的調(diào)控機制。海洋是生命的搖籃，物種豐富且壽命迥異，有學者提出親緣關(guān)系近但壽命差異大的海洋雙殼貝類非常適合作為新的模式生物研究壽命決定機制，但鮮有相關(guān)的研究報道。Argopecten屬的海灣扇貝和紫扇貝可進行種間雜交且表現(xiàn)為不完全生殖隔離，但二者壽命截然不同，海灣扇貝的壽命一般不到14個月，而紫扇貝的壽命卻長達7-10年，其種間雜交一代的壽命比海灣扇貝明顯延長且表現(xiàn)出顯著的生長優(yōu)勢，為研究壽命決定機制提供了理想材料，同時為培育長壽命大規(guī)格扇貝提供了新途徑。
近期，煙臺大學盧霞與中國科學院煙臺海岸帶研究所王春德團隊合作在在解密海洋貝類壽命“遺傳密碼”取得新進展。基于前期破譯的染色體級高質(zhì)量基因組序列，發(fā)現(xiàn)Sirtuins（SIRTs）基因家族在兩種扇貝間存在不同的基因數(shù)量、序列、結(jié)構(gòu)以及串聯(lián)重復(fù)現(xiàn)象。相較于紫扇貝，海灣扇貝含有更多的SIRTs，且存在較多的串聯(lián)重復(fù)基因，推動了其SIRT基因家族的擴張；SIRT的CDS-內(nèi)含子結(jié)構(gòu)存在可變性，提示它們在生物學功能方面具有潛在的多樣性。進一步對SIRT1和SIRT6基因編碼區(qū)的克隆及特性研究發(fā)現(xiàn)，兩種扇貝間存在顯著的氨基酸差異，尤其在N端的氨基酸變異可能自主調(diào)節(jié)構(gòu)象，從而導(dǎo)致催化活性差異，在紫扇貝中的顯著高表達提示該基因可能在其長壽命發(fā)揮重要作用。通過比較分析紫扇貝和海灣扇貝SIRT基因家族及其相關(guān)靶基因在營養(yǎng)限制條件下轉(zhuǎn)錄表達的變化，營養(yǎng)限制下扇貝中SIRT6顯著高表達、DNA損傷和凋亡相關(guān)基因顯著低表達、自噬和端粒穩(wěn)定等延長壽命相關(guān)基因顯著高表達；相較于海灣扇貝，這些基因在紫扇貝中的變化幅度更大，也許是紫扇貝長壽的原因之一。本研究結(jié)果為動物壽命決定機制的研究提供了新途徑，提升對自然衰老和長壽命機制理論的新認知，推動前瞻性、原創(chuàng)性重大科研成果產(chǎn)出，具有重要的科學意義；同時為培育長壽命雜交扇貝、提高商品規(guī)格提供理論依據(jù)，具有較高的應(yīng)用價值。
相關(guān)成果以“Potential roles of the sirtuins in promoting longevity for largerArgopectenscallops”為題發(fā)表在生物學領(lǐng)域權(quán)威期刊《Marine Life Science & Technology》，盧霞為通訊作者。相關(guān)工作得到了國家自然科學基金、國家重點研發(fā)計劃項目等多個項目的支
圖1 AiSIRT1 和 ApSIRT1的序列（A）、信號肽（B）、結(jié)構(gòu)域 （C）及二級結(jié)構(gòu)（D）的差異。
圖2 兩種扇貝潛在的壽命調(diào)控網(wǎng)絡(luò)
來稿時間：4月12日 審核：劉俞斌 責任編輯：徐揚
