近日，中国海洋大学海洋生物多样性与进化研究所、方宗熙海洋生物进化与发育研究中心赵呈天教授团队在丝盘虫基因敲降技术体系开发方面取得新进展，研究成果以“Decoding the Peptidergic Signaling Pathway in Trichoplax adhaerens through the Development of a Gene Silencing Method”（通过开发基因沉默方法解码丝盘虫中的肽能信号通路）为题，发表在著名学术期刊Current Biology（《当代生物学》）。

丝盘虫属于扁盘动物门，是地球现存最原始的多细胞动物之一，对其发育及演化的研究对了解多细胞生命的起源具有重要意义。遗憾的是，目前对丝盘虫发育与演化机制的研究基本处于空白，一个重要原因是尚未建立行之有效的基因编辑技术。赵呈天教授团队在国内首次建立了丝盘虫培养技术体系，并初步解析了丝盘虫细胞互作的关键信号通路（Nature Communications，2024）。为解决丝盘虫基因编辑技术的难题，课题组与校内多个团队深入合作，初步建立了丝盘虫的基因敲降及转基因等基因编辑技术。

图1 丝盘虫基因敲降技术

在本研究中，研究人员利用丝盘虫体外摄食且具有较强细胞内吞能力的特性，开发了一种新型纳米颗粒介导的RNA干扰（RNAi）基因沉默技术，该技术具有操作简便、毒性弱、转染效果稳定的特性。基于此技术，并辅以Alphafold等AI筛选方式，研究人员成功鉴定出调控丝盘虫摄食行为的关键信号通路。研究结果表明，丝盘虫外周细胞分泌的神经肽能够通过激活上皮细胞表面的受体，进而调控丝盘虫的复杂摄食行为。

此外，课题组近期还在动物学期刊Zoological Research（《动物学研究》）在线发表了题为“Establishment of transgenic method in Trichoplax adhaerens”（丝盘虫转基因技术的建立）的研究论文，介绍了课题组在丝盘虫中建立转基因技术的尝试。研究人员通过筛选，建立了一种基于电转染方式，在丝盘虫瞬时表达外源基因的转基因方法。同时，筛选到了丝盘虫内源高效表达的启动子，为未来构建稳定转基因品系提供了潜在策略。

图2 丝盘虫转基因策略

团队合影

上述基因敲降和转基因技术的建立，不仅填补了丝盘虫等原始多细胞生物基因功能研究工具链的空白，更为解析多细胞演化、细胞类型分化等重大科学问题提供了全新实验范式。方宗熙海洋生物进化与发育研究中心博士生李婉清、博士后金敏军与硕士生任牧阳为发表在Current Biology期刊论文的共同第一作者，赵呈天教授为通讯作者。此外，化学化工学院仇萌教授、海洋生命学院董波教授也为论文提供了重要参考数据。团队博士后金敏军和硕士生吉中钰为发表在Zoological Research期刊论文的共同第一作者。上述研究先后获得国家自然科学基金杰出青年基金、重点国际合作项目等科研基金的资助。此外，李婉清同学获得了2024基金委博士生青年基金的资助，博士后金敏军先后获得国家资助博士后研究人员计划和青年科学基金（C）的资助。