由黃海水產研究所陳松林研究員帶領的研究組與上海海洋大學、德國維爾茨堡大學、葡萄牙阿爾加夫大學、深圳華大基因研究院等單位的科研人員聯合破譯了褐牙鲆全基因組序列，通過與半滑舌鰨全基因組比較分析，初步揭示了比目魚類變態發育的分子機制。該研究成果于2016年12月5日在《自然-遺傳》（Nature Genetics）雜志(IF=31.6)在線發表（doi:10.1038/ng.3732）。這是該團隊繼2014年Nature Genetics、Genome Research之后，再次在基因組領域國際期刊發表高水平論文。

在該項研究中，科研人員對褐牙鲆開展了高深度基因組測序、組裝和分析，繪制了褐牙鲆染色體圖譜。通過與半滑舌鰨全基因組比較發現，盡管褐牙鲆和半滑舌鰨在七千萬年前就已經開始分化，但是兩者的基因組存在高達85%的相似性，且有高達15,534個同源基因。通過比較基因組學分析，篩選到153個比目魚特異的基因家族、12個比目魚擴張的基因家族以及106個比目魚的正選擇基因，這些基因、基因家族與細胞分裂和凋亡、眼睛大小調控、視網膜神經遞質、軟骨重構、體軸發育、甲狀腺激素、視黃酸信號通路以及光傳導通路等比目魚變態過程中的生理和形態學變化密切相關。

利用褐牙鲆和半滑舌鰨變態發育不同時期的轉錄組測序，篩選到2,307個差異表達的直系同源基因，其中包括21個甲狀腺激素信號通路基因以及9個視黃酸信號通路基因。通過甲狀腺激素合成抑制劑抑制實驗以及視黃酸注射實驗表明，視黃酸通過干擾甲狀腺激素對視黃酸受體/甲狀腺激素受體形成的異二聚體作用而抑制眼睛移動，揭示了褐牙鲆眼睛的移動受到甲狀腺激素和視黃酸信號通路的拮抗調控。

利用液相色譜和串聯質譜法檢測顯示褐牙鲆兩側皮膚視黃酸濃度存在顯著差異，并且視黃酸注射可以顯著增加皮膚中色素細胞的數量，表明視黃酸在比目魚體色不對稱發育中也起到重要調控作用。尤為有意思的是光傳導通路上的視蛋白在比目魚皮膚上也有表達。在不同波長光照射下，隨著比目魚在變態過程中身體逐漸發生扭轉，有眼側皮膚的藍光視蛋白可以接受更多的光照，導致體表視黃酸的合成，誘導成體型色素細胞分化；而無眼側皮膚由于光照較少，導致該體側不能形成大量黑色素細胞，從而首次揭示了比目魚體色左右不對稱的形成機制。

比目魚基因組及變態發育分子機制的解析不僅為達爾文進化論關于不對稱的進化起源提供了新的注解，為理解脊椎動物形態發育提供了新的線索，同時在生產實踐中為防止比目魚發生變態異常以及白化現象具有重要的指導意義。

邵長偉、鮑寶龍、謝志遠、陳新頁、李波、賈曉東為該論文的共同第一作者，陳松林、Manfred Schartl, 王清印、Deborah Power為該論文的共同通訊作者。該研究工作得到了國家自然科學基金項目、科技部863計劃項目、山東省泰山學者項目、上海高校東方學者項目等的資助。