利用简化的CRISPR/Cas方法对模式褐藻海带鞭毛藻属（Ectocarpus）进行内源基因标记

褐藻是少数几个独立演化出复杂多细胞性的真核生物谱系之一，为研究多细胞发育基础分子机制和进化原理提供了强有力的比较体系。Ectocarpus 已成为该谱系的主要模式生物，并得到丰富的基因组和转录组资源支持。然而，受限于现有反向遗传学工具，相关机制研究和功能研究仍较为有限。尽管近期 CRISPR-Cas 技术的发展已实现靶向基因敲除，但由于缺乏用于内源蛋白标记和精确基因组插入的敲入（KI）方法，这仍然是一个主要的实验瓶颈。在本研究中，我们建立了一套适用于 Ectocarpus 的综合性 CRISPR-Cas 基因组工程框架，可同时实现靶向基因破坏和精确基因组插入。我们证明了在内源位点高效敲入多种肽标签的可行性，从而能够对天然蛋白进行直接分析。通过将稳健的基因敲除与内源蛋白标记相结合，该框架显著拓展了褐藻研究的实验可能性，并使 Ectocarpus 成为一个在功能基因组学研究中易于进行遗传操作的系统，同时为广义不等鞭毛生物的基因组工程奠定了基础。

褐藻是真核生物中少数几个独立进化出复杂多细胞性的谱系之一，因此为研究多细胞发育基础的分子机制与进化原理提供了一个强有力的比较体系。Ectocarpus 已成为该谱系的主要模式生物，并得到丰富的基因组和转录组资源支持。然而，受限于现有的反向遗传学工具，其机制研究和功能研究仍然较为有限。尽管近期 CRISPR-Cas 技术的发展已实现靶向基因敲除，但缺乏用于内源蛋白标记和精确基因组插入的敲入（KI）方法，仍是一个主要的实验瓶颈。在此，我们建立了一套适用于 Ectocarpus 的综合性 CRISPR-Cas 基因组工程框架，能够同时实现靶向基因破坏和精确基因组插入。我们证明了在内源位点高效敲入多种肽标签，从而能够对天然蛋白进行直接分析。通过将稳健的基因敲除与内源蛋白标记相结合，该框架显著拓展了褐藻研究的实验可能性，并确立了 Ectocarpus 作为一个在功能基因组学研究中遗传操作性良好的系统地位，同时为跨不等鞭毛生物的基因组工程奠定了基础。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.21.745938v1?rss=1

🏷️ CRISPR/Cas 基因组编辑 内源基因标记 敲入技术 Ectocarpus 褐藻