利用CRISPR/Cas9研究候选人类疾病基因直系同源基因在海鞘中的作用

被囊动物强壮海鞘（Ciona robusta）为通过F0代中组织特异性的CRISPR/Cas9介导诱变来探究基因功能，提供了一种易于操作的非脊椎脊索动物模型。基于Arcadia Science的Zoogle平台——该平台可从多种非传统模式生物中识别并排序人类基因的直系同源基因——我们开展了一项试点研究，探究了3个在脊索和内胚层中表达、对应人类疾病基因候选直系同源基因（Fcho、Pgm3和Nckap1）的发育功能，并同时研究了第4个与乳突细胞伸长相关的基因（Plastin）。本预印本汇编并更新了此前零散发布于Zenodo上的一系列研究项目里程碑。我们在此总结该试点项目的完整结果以及我们的结论。利用CRISPR/Cas9，我们发现，Pgm3的组织特异性敲除以及程度较轻的Fcho敲除，均导致幼体尾部伸长出现显著缺陷。另一方面，对在幼体感觉-黏附乳突中广泛表达的肌动蛋白束化基因Plastin进行CRISPR敲除，并与另一个编码肌动蛋白束化蛋白的基因Villin构成双基因敲除时，会导致乳突细胞伸长轻微降低。这些结果表明，Pgm3是最有前景、可进一步发展为基于海鞘的人类疾病模型的候选基因，并证明了组织特异性CRISPR筛选在优先排序通过Zoogle等比较基因组学平台鉴定出的候选疾病基因直系同源物方面的实用价值。

被囊动物强壮海鞘（Ciona robusta）为通过组织特异性的 CRISPR/Cas9 介导突变在 F0 代中探究基因功能提供了一个易于操作的非脊椎脊索动物模型。基于 Arcadia Science 的 Zoogle 平台——该平台可从多种非常规模式生物中识别并排序人类基因的直系同源基因——我们开展了一个试点项目，以探究三种在脊索和内胚层中表达、作为人类疾病基因候选直系同源基因的发育功能（Fcho、Pgm3 和 Nckap1），并同时研究第四个与乳突细胞伸长相关的基因（Plastin）。本预印本汇编并更新了一系列此前以阶段性形式发布于 Zenodo 的研究项目里程碑。在此，我们总结该试点项目的完整结果及最终结论。利用 CRISPR/Cas9，我们发现，Pgm3 的组织特异性敲除以及程度稍弱的 Fcho 敲除会导致幼体尾部伸长出现显著缺陷。另一方面，Plastin 是一种在幼体感觉—黏附乳突中普遍表达的肌动蛋白束化基因，对其进行 CRISPR 敲除后，当其与另一种编码肌动蛋白束化蛋白的基因 Villin 形成双基因敲除时，会导致乳突细胞伸长轻微下降。这些结果表明，Pgm3 是最有前景的候选基因，可进一步开发为基于海鞘的人类疾病模型；同时也证明了组织特异性 CRISPR 筛选对于优先排序通过 Zoogle 等比较基因组学平台鉴定的候选疾病基因直系同源基因具有实用价值。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.10.743552v1?rss=1

🏷️ CRISPR/Cas9 海鞘 直系同源基因 人类疾病模型 组织特异性敲除 胚胎发育