近日，華大海洋與內江師範學院合作，在國際學術期刊 Frontiers in Marine Science 上聯合發表綜述論文[1]（圖1）。
該論文結合華大海洋前期在淡水肉食性烏鱧[2]、廣鹽雜食性尼羅羅非魚[3]和海水植食性黃斑藍子魚[4]中KCNK3的系列研究成果，總結了不同魚類KCNK3的生理調節功能，為魚類分子輔助育種提供了重要支援。
圖1 魚類KCNK3綜述論文
該綜述論文回顧了鉀離子通道蛋白（KCNK3）在魚類中的研究進展，並結合華大海洋前期在KCNK3的系列研究成果，從基因複製數變異情況、組織分佈特徵、系統發育歷史以及生理適應等方面，系統地總結了不同魚類KCNK3在心臟起搏、滲透壓調節、能量穩態維持和高不飽和脂肪酸代謝等方面的生理調節功能。
論文首先梳理了鉀離子通道蛋白家族的研究現狀及分類情況。到目前為止，鉀離子通道蛋白家族總共包括TALK (TALK1, TALK2, TASK2), TASK (TASK1, TASK3, TASK5), TREK (TREK1, TREK2, TRAAK), TWIK (TWIK1, TWIK2, KCNK7), THIK (THIK1, THIK2)和TRESK六個亞家族。這些家族成員的生理功能在哺乳動物中的研究較多，而魚類中卻知之甚少。其中，鉀離子通道蛋白KCNK3 (TASK1)具有廣泛的分佈特徵和重要的生理功能，被認為在魚類分子輔助育種方面具有潛在的應用前景[1，4]。
隨後，結合華大海洋前期在該領域的系列研究成果[2-4]，論文回顧了KCNK3在魚類中的研究進展，並對該通道蛋白的生理功能進行了總結和討論。
研究人員利用比較基因組學、蛋白多序列比對、蛋白三維結構預測和系統發育分析等方法對脊椎動物kcnk3基因複製的變異情況進行了綜合分析。結果表明，哺乳類、鳥類、爬行類和兩棲類動物有且僅有1個kcnk3基因，而不同魚類中均有2個kcnk3基因複製。兩個kcnk3基因在魚類中廣泛存在的現象（圖2），可能與硬骨魚類特有的基因組複製事件密切相關。
圖2 魚類kcnk3基因的遺傳共線性分析
研究人員利用實時熒光定量PCR技術，也檢測到2個kcnk3基因在斑馬魚、烏鱧、羅非魚和黃斑藍子魚的組織差異性分佈特徵[2-4]。它們在上述不同魚類的眾多組織中存在廣泛表達，其中心臟、腦、鰓、性腺和肌肉中的表達量較高，暗示這2個基因在這些組織中具有重要的生理作用。
斑馬魚中的研究顯示，敲除2個kckn3基因可導致斑馬魚心率降低、心房和心室直徑變大，從而表明KCKN3在維持心臟功能方面具有重要作用。烏鱧中的研究結果[2]表明，不同營養狀態都能顯著調控kckn3基因的表達， 也就是說KCKN3在維持能量代謝和攝食調節方面也具有重要作用。此外，尼羅羅非魚中的研究結果[3]顯示，不同鹽度環境能顯著影響kckn3基因的表達，從而表明魚類KCKN3還參與滲透壓調節。黃斑藍子魚中的研究[4]進一步證實了KCNK3的滲透壓調控作用，還發現其參與高不飽和脂肪酸的代謝調控過程。
總之，該綜述論文系統梳理了鉀離子通道蛋白KCKN3在魚類中的研究進展，並從遺傳變異、系統進化、組織分佈和功能特徵等多個維度進行總結與討論。相關成果拓展了人們對魚類KCKN3功能的認識，為今後魚類相關研究提供重要的理論參考。同時，作為新發現與重要性狀相關聯的分子標記[3-4]，kckn3基因可作為魚類分子輔助育種（如廣鹽性新品種培育）的重要潛在靶點。
關於作者
內江師範學院文正勇博士（原華大海洋研究院2018級博士生）為論文第一作者兼通訊作者，華大海洋研究院院長石瓊教授為論文共同通訊作者。
參考文獻
[1] Wen Z.-Y. et al., Frontiers in Marine Science, 2021, 8: 816861.
[2] Wen Z.-Y. et al., General and Comparative Endocrinology, 2019, 281: 49-57.
[3] Wen Z.-Y. et al., Genomics, 2020, 112(3): 2213-2222.
[4] Wen Z.-Y. et al., General and Comparative Endocrinology, 2020, 296: 113546.
