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《Cell》CRISPR关键论文受质疑 17个实验室提出效率问题
生物通报道:由全球17个实验室组成的一个研究团队公布了最新研究成果,针对一项高引用论文提出质疑,原始论文报道了热门技术:CRISPR的条件性敲除小鼠平台,而9月1日发布在bioRxiv上的预印论文指出,实际上这种技术的效率低得多。2013年,Whitehead生物医学研究所的遗传学家Rudolf Jaenisch利用CRISPR/Cas,构建出了带有条件性等位基因的小鼠,以及携带着多个标记基因能够报告这些基因是否正在表达的小鼠。这开辟了新的研究途径,大大加快构建基因修饰动物的速度。这篇题为“One-Step Generation of Mice Carrying Reporter and Co
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CRISPR-Cas9靶向突变 探索眉毛浓密的遗传机制
眉毛浓密与遗传密切相关,但是相关研究却比较少,来自中科院上海生命科学研究院(营养与健康研究院)计算生物学研究所汪的一组研究人员发表了题为Genome-wide Association Studies and CRISPR/Cas9-mediated Gene Editing Identify Regulatory Variants Influencing Eyebrow Thickness in Humans”的文章,首次针对东亚汉族人群以及维族混合人群的眉毛浓度,通过全基因组关联和CRISPR技术,探索了影响眉毛浓密程度的遗传因素。这一研究成果公布在9月24日的PLOS Genetics杂志
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CRISPR-Cas9抗乙肝病毒研究又获新进展
日前,解放军疾病预防控制所宋宏彬研究员和军事科学院军事医学研究院微生物流行病研究所孙岩松研究员带领科研人员联合攻关,首次利用VIII型腺相关病毒(AAV8)介导小型化CRISPR-SaCas9系统通过剪切HBV转基因小鼠体内的HBV DNA,高效抑制了小鼠血清及肝组织中的乙肝病毒标志物,进一步证实了CRISPR-Cas9技术在乙肝基因治疗中的潜力。乙肝是目前世界范围内引起肝炎性死亡人数最多的疾病。世界卫生组织发布的《2017年全球肝炎报告》显示,2015年全球共有2.57亿人感染乙肝病毒,其中有超过2000万人发展为慢性乙肝,慢性乙型肝炎可发展为肝硬化、肝癌进而导致死亡。而目前的临床治疗药物尚
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Cell首次公布新兴RNA编辑:CRISPR-Cas13d的细节
生物通报道:在过去几年中,CRISPR-Cas9已经迈过了实验室的限制,进入了临床研究的阶段。这种基因编辑工具CRISPR-Cas9可以纠正个体细胞内的缺陷,未来可以治愈或预防多种人类疾病。但Cas9系统改变的是DNA,而不是RNA,一些专家认为CRISPR平台实际上也可以用于修改RNA。现在,Salk研究所的科学家们首次报道了CRISPR-Cas13d的详细分子结构,这是一种可用于新兴RNA编辑技术的酶。研究人员通过低温电子显微镜(cryo-EM)对酶进行了剖析,这将有助于大家了解CRISPR系统在RNA编辑方面的细节机制。这一研究成果公布在9月20日的Cell杂志上。文章作者,Salk研究
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如何利用CRISPR研究癌症:筛选癌症新靶标
生物通报道:一个小小的p63在胚胎发育过程中具有重要的作用,如果缺失它,就会导致出生缺陷,如cleft palette,手指融合甚至肢体缺失。不过一旦这个早期的工作完成,p63就会回归沉默,从那时起安静地待在基因组中,除非它被意外重新激活。而当p63在成人基因组中重新被激活时,结果可能是癌症,之前的研究发现皮肤,肺,乳房和头颈部发现的所有鳞状细胞癌中有超过一半的出现了过量p63活性。因此科学家们已经知道了p63可以驱动鳞状细胞癌,但问题是如何处理它。因为简单地关闭p63当然是不可能的,如何能干扰p63的作用,保护患者免受癌症影响,这才是问题的关键。来自美国科罗拉多大学癌症中心的Joaquin
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赛默飞世尔获得两项CRISPR专利许可
生物通报道 赛默飞世尔科技公司周二宣布,它已获得Broad研究所和ERS Genomics的CRISPR技术许可,以加强其基因组编辑的知识产权(IP)组合。根据协议的条款,赛默飞将获得与CRISPR技术有关的产品、工具和研究服务的全球非独家许可。这项交易的财务条款没有披露。赛默飞合成生物学部门的副总裁兼总经理Helge Bastian表示:“作为生命科学领域内适用性最广的技术平台之一,基因组编辑有望进一步揭开DNA元件和基因的功能,并推动新型药物和疗法的开发,包括细胞疗法。”“这些许可扩大了我们业界领先的基因组编辑能力,并证明了我们一贯以来的承诺,让我们的客户能够在其研究项目中充分
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戒毒——基因编辑表皮干细胞
目前,治疗可卡因成瘾或过量服用缺少批准药物。频繁暴露往往让人对这类药物越来越不敏感,导致更强或更频繁地剂量使用,典型的后果是上瘾。即使长时间戒断,往往也会复吸。9月17日,《Nature Biomedical Engineering》杂志报道了一篇来自芝加哥大学麻醉和危重病学教授Ming Xu课题组和癌症研究助理教授Xiaoyang Wu课题组的文章。他们描述了一种新方法,在小鼠身上测试结果显示可降低可卡因欲望,预防过量服用。“我们开发了一种能高效降解可卡因的酶,”Xu说。“我们用CRISPR基因编辑工具在细胞中引入这个目标基因而不影响其他基因。我的同事Xiaoyang开发了一种技术,可将转基
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美国战场:CRISPR专利之争落下帷幕
美国联邦巡回上诉法院(US Court of Appeals for the Federal Circuit)裁定,Broad研究所、MIT和哈佛大学应得基因编辑技术CRISPR关键专利,加州大学伯克利分校挑战失败。具体而言,法院确认,专利审判和上诉委员会(PTAB)在2017年2月作出的裁决Broad研究所的CRISPR应用专利不侵犯伯克利和维也纳大学早些时候提交的CRISPR专利申请。这意味着,Broad研究所将继续拥有在真核生物中使用CRISPR基因编辑的知识产权,而这是该技术最有利可图的应用领域。“PTAB的决定即使你不同意它的内容,它仍然是彻底的以及合理的,所以联邦巡回法院除了肯定别
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Science综述:DNA读写和分子记录仪的新兴应用(二)
文章回顾:Science综述:DNA读写和分子记录仪的新兴应用(一)2)伪随机DNA编写器有两种主要类型的伪随机DNA编写器,第一类依赖于位点特异性核酸酶(如CRISPR-Cas9)产生的靶向双链DNA(dsDNA)断裂,然后通过非同源末端连接途径(NHEJ)易错修复断裂。在此过程中,每个单细胞可以获得靶位点中的伪随机突变特征(即插入缺失突变)。一些研究使用这些突变特征作为条形码,在斑马鱼和其他小动物胚胎发育过程中原位追踪细胞谱系。拓展这些分子记录器的编写周期,可以得到进化条形码。这种记忆框架是通过将前间区序列邻近基序(简称PAM)工程插入gRNA编码位点得以创建,从而产生在条形码迭代周期中自
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Science综述:DNA读写和分子记录仪的新兴应用(一)
自然生命由可进化的、基于DNA的记忆编码,统称为体内DNA读写的动态基因组工程技术(dynamic genome-engineering technologies)为研究和工程改造生物开辟了新途径。这篇综述文章介绍了一些相关技术进展,概括了它们的前景和触手可及的应用,并讨论了这些技术用于构建处理和记录活细胞内各种信息遗传电路的特征和当前局限性。基因组DNA因其普遍存在的耐久性和生物功能兼容性成为人工生物信息储存的理想介质,特别是随着先进DNA测序吞吐量的提升以及成本下降,优势日渐明显。基因组编辑技术的出现,让我们随时随地可以动态地改变遗传信息,并利用基因组DNA的大容量在活细胞中进行信息处理和
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面对基因编辑作物,各国政府态度不一
基因编辑技术不仅在实验室大热,也被广泛应用于田间和农场。人们利用这种工具来改造动物和植物,以期获得更优质、更高产的品种。然而,这些基因编辑的动植物也引发了激烈的讨论。它们是否应受到监管?各国政府对此态度不一。日本据日本广播公司NHK称,日本政府的一个专家组决定,不对某些类型的编辑进行监管。专家组的结论是,监管遗传重组的法规适用于将新基因插入生物体中。不过,该法规不适用于基因编辑,因为它是在目标位点产生突变,而没有引入新基因。同样,它也不适用于插入基因及其衍生物在终产物中没有残留的情况。不过,NHK补充说,日本政府计划召开包括律师在内的专家会议,继续调查专家组的结论。日本生物产业协会的Hideh
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更好的基因编辑——自如开启/关闭的瞬时技术
细胞内基因编辑的一个主要障碍是细胞本身。“人类细胞不喜欢摄入外来物质,”UCSB化学和生化系教授Norbert Reich说。“人类细胞进化出一种‘垃圾处理’机制,它能分离和分解外源蛋白质和其他破坏细胞任何结构的生物分子或病原体。所以,迄今为止,生物技术、生物制药和基因组研究,比如那些与CRISPR-Cas9打交道的研究人员必须有效地绕过这种防御机制,准确地将蛋白质引入动物细胞才能实现基因编辑。”Reich团队开发了一种新技术,这种方法的基因编辑效率估计是目前方法的100到1000倍。使用者可以完全代替基因组决定何时何地释放编码蛋白。“我们既然可以冲击单个细胞,就可以冲击细胞的一部分,”Rei
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更优性能的药物诱导CRISPR/Cas9技术系统
药物诱导实现基因组编辑和转录激活的HIT2系统作用机制基因在时空上的正确表达及其精密有序的调控是细胞生长、增殖、分化、衰老及凋亡等重要生理过程有序进行的前提和基础。相应的,通过可控的方式,从分子水平实现对基因功能的精确操控对于实现对生物学机制更精确的解析和更可控更安全的临床应用都有极为重要的意义。中科院动物研究所,干细胞与生殖生物学国家重点实验室王宇研究组致力于通过化学生物学手段发展新颖有用的分子和细胞生物学工具。他们提出通过在CRISPR/Cas9系统上嫁接雌激素受体元件(ERT2),使其在细胞内的核定位受到小分子药物4-羟他莫昔芬(4OHT)的调控,从而建立一种药物诱导型的CRISPR/
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同样的基因突变,在某些人身上引发疾病,在其他人身上却什么事儿都没有?
哥伦比亚大学的研究人员找到了一个长期困惑生物学者的重要谜团背后的分子机理:为啥携带相同基因突变的个体,有的会发展出疾病,有的仍可以保持健康,乃至于疾病的严重程度或症状都存在差异?这是一个虽然被广泛认可,却不是很好理解的现象,科学家们将其命名为可变的外显率(variable penetrance),即致病变异对不同携带者的影响严重程度不同。8月20日《Nature Genetics》杂志报告提出了外显率的修改证据,其中调节基因活性的遗传变异修正了蛋白质编码基因变异导致的疾病风险。该研究在全基因组水平,将改善的外显率与具体疾病联系了起来,这对预测诸如癌症和自闭症谱系障碍等重大疾病的严重程度具有令人
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2018国家自然科学基金评审结果:CRISPR项目
国家自然科学基金委员会近日公布了2018年国家自然科学基金申请项目评审结果,其中面上项目18947项、重点项目701项、重大项目1项、重点国际(地区)合作研究项目106项、青年科学基金项目17671项、优秀青年科学基金项目400项、创新研究群体项目38项、海外及港澳学者合作研究基金项目102项、地区科学基金项目2937项、部分联合基金项目(NSAF联合基金、天文联合基金、大科学装置科学研究联合基金、民航联合研究基金和钢铁联合研究基金)261项、国家重大科研仪器研制项目(自由申请)86项,合计41250项。今年的国家自然科学基金中CRISPR项目包括:项目批准号 项目名称
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新CRISPR技术“跳过“潜在致病基因
CRISPR技术通常是在靶基因启动前切断DNA来关闭基因表达,但是当DNA重新结合后,容易诱发突变,这种情况可能导致的新问题包括非预期位置DNA断裂以及断裂的DNA重新附着在其他染色体上。这篇新发表在《Genome Biology》文中提到了一种名为CRISPR-SKIP的新技术,它不破坏DNA链,而是改变目标DNA序列的某个单点。哺乳动物细胞中,基因由分割的外显子组成,外显子散布在基因组各区,位于它们之间的内含子序列似乎不编码任何物质。当细胞机器将基因转录成RNA以备翻译成蛋白质时,DNA序列中有明确信号表明哪些部分是外显子,属于基因的一部分,细胞挑选编码区将其拼接成RNA,得到用于制造蛋白
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高光坪教授:CRISPR无疤基因编辑纠正遗传病中的DNA突变
生物通报道:来自麻省大学医学院的一组研究人员提出了一种基因组编辑新策略,可以用于纠正小鼠模型中引起人类遗传疾病的DNA突变。这一研究成果公布在8月13日Nature Biotechnology杂志上,领导这一研究的是麻省大学医学院的高光坪教授。高教授是当今全球基因治疗领域的领导者之一,他早年毕业于四川大学华西药学院,从事基因治疗研究20余年,特别是在腺相关病毒(AAV)基因治疗研究领域取得了杰出成就。文章的第一作者为王丹(Dan Wang)博士。高光坪教授高光坪教授表示,“这一进展将有助于研发可以用于治疗多种遗传疾病的新型治疗方案”,他们研究的第一步是构建了具有两种
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南京大学教授最新PNAS文章:CRISPR-Cas9基因敲除鉴定高产相关基因
多基因控制的复杂性状对于生物适应环境和人工选择有着重要意义,其中包含了众多有着巨大科学价值和经济价值的性状,高产性状就是一种典型的多基因控制的复杂性状。来自南京大学生命科学学院的研究人员发表了题为“Identifying a large number of high-yield genes in rice by pedigree analysis, whole-genome sequencing, and CRISPR-Cas9 gene knockout”的文章,通过系谱分析,全基因组测序和CRISPR-Cas9基因敲除鉴定出了水稻高产相关基因,提供了一种有效的探索复杂性状相关基因的方法。这
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遗传学大牛最新Science利用CRISPR实时记录每个细胞的历史
生物通报道:著名遗传学George Church是哈佛医学院的遗传学教授、Wyss研究所的核心成员。他开发了首个直接基因组测序和DNA多重化方法,为1994年破译首个细菌基因组合2003年的二代测序技术奠定基础。在CRISPR/Cas出现在大众视野之前,Church就已经撰文详细介绍了Cas9 靶定方法、改造进展,并就未来临床上的潜在应用提出建议。 Church表示:“我是一个技术狂,年轻时,我会采取不限于生物学的各种技术手段,也使得我看到了许多罕见的食物。我曾预测到将来可能会在人体细胞中编辑基因,于是一旦将实验室组建起来,就立马投入这项工作,并且发现在人体细胞中编辑DNA很有效。”在最新的一
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Nature发文质疑CRISPR人体胚胎编辑
生物通报道:两组研究人员针对去年公布的有关利用CRISPR-Cas9编辑人类胚胎的基因组提出了质疑。这两篇分别于8月9日(Large deletions induced by Cas9 cleavage)和8月2日(Correction of a pathogenic gene mutation in human embryos)公布于Nature杂志的研究成果,其中一项研究提出当用一种类似的方法进行小鼠胚胎实验时,它们的基因组出现了长期缺失。另一项研究则为原始研究的结果提出了可能的解释,主要是核酸酶切割后修复DNA的分子机制。去年8月,一个由中美韩三国科学家组成的国际研究团队利用CRISPR