高层次人才论坛细胞学科

中国海洋大学董波教授报告会

前言

在生命学科高层次人才中心和生命中心的共同支持下，清华大学生命学科高层次人才培养中心论坛每学期会邀请不同领域教授进行专题学术报告，倡导由研究生策划、主持、主导午餐会和撰写新闻稿件，借此机会加强师生互动，增进学术交流与讨论。

12月22日，应清华大学生命科学学院梁鑫副教授邀请，中国海洋大学董波教授做客高层次人才论坛，作了题为“蓝色解码：海洋环境下独特的生命过程和特征”的学术报告。本次论坛由梁鑫副教授主持，清华大学生物学高层次人才培养中心资助。生命科学学院潘俊敏教授、周帆副教授，航天航空学院李博教授及七十余名学生参会。

报告中，董波教授首先阐释了海鞘在个体发育过程中经历的独特生物学“蜕变”——逆行变态：海鞘幼体阶段仍保留着脊索这一脊索动物的典型特征，而发育至成体后，则转变为营固着滤食生活。这一从游动到固着的剧烈形态与生活史转变，为研究生命演化与发育重塑提供了极佳窗口。

面对“细胞如何抉择自身命运、最终构建复杂生命体”这一发育生物学核心命题，董波教授团队以海鞘为模型，在细胞谱系追踪与命运决定机制研究方面取得了系统性突破。海鞘胚胎具有发育模式相对固定、细胞数量较少、透明易观察等独特优势，尤其适合开展活体发育操作与可视化研究。团队聚焦于脊索这一关键结构的形态发生机制，创新性地将脊索特异性荧光标记技术与CRISPR/Cas9基因编辑系统相结合，首次在海鞘脊索细胞中揭示肌动蛋白收缩环的动态组装精确控制脊索管腔形态建成。

由于海鞘附着后无法移动的特性，其在游泳幼虫期对环境的选择尤为重要。海鞘主要依赖外周神经系统（PNS）感知外界环境。幼虫为寻找合适的附着位置，需通过PNS中不同类型的神经元接收多样外界信号。研究表明，在牛磺酸等化学信号刺激下，PNS神经元可直接被激活，进而通过神经内分泌调控启动尾部收缩过程，促使幼虫转变为固着生活的成体。为深入解析该过程，研究团队整合荧光蛋白标记与前沿成像技术（如激光共聚焦显微镜和光片荧光显微镜），实现了对海鞘“逆行变态”全过程的高分辨率、长时程、三维动态活体成像。海鞘幼虫尾部退化过程迅速，通常在15分钟左右完成。为揭示尾部快速收缩的机制，团队分析了收缩启动前后尾部组织变化与力学过程。结果发现，退化启动前，尾部表皮细胞首先发生形变，随后脊索细胞也出现形态变化，而肌肉细胞在初始阶段未见明显改变。进一步研究表明，尾部表皮与肌肉中肌动球蛋白的收缩是尾部退化的主要动力来源，且不同组织在时空上的高度协调是实现快速退化的关键基础。针对该系统的研究将为阐明相关调控通路及开发防附着污损技术提供有效途径。

报告当天，董波教授还与生命学院14名博士生在午餐会上进行了亲切交流。交流中，董教授不仅分享了其团队在Science Advances、Nature Communications等顶级期刊发表多篇论文的背后故事，更围绕如何选择关键科学问题、开展多学科交叉研究等话题，与同学们展开深入讨论。他鼓励青年学子保持好奇，勇于探索蓝色生命的奥秘，并积极参与国际合作与学术服务。

本次午餐会为青年学子提供了与顶尖学者近距离对话的宝贵机会，激发了同学们投身海洋生命科学研究的热情，展现了传承与探索并重的学术氛围。

董波教授主要从事海洋动物遗传与环境适应演化机制研究，研究成果发表在Science Advances，Nature Communications，PNAS、Current Biology，NAR等领域主流刊物发表论文140 余篇，他引3500次。多篇文章被选为期刊亮点、期刊点评及Faculty of 1000专家推荐。现任国际被囊动物学会学术指导委员会委员，《Marine Life Science & Technology》基础生物学领域主编，《Developmental Biology》执行编委，主持承担了国家科技部重点研发计划生物安全关键技术专项、政府间国际科技合作重点专项、山东省重大研发专项以及国家自然科学基金等多个项目。

供稿人 梁鑫实验室 宋彧炤 刘凤华