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BioTechniques：CRISPR技术在植物上的应用
生物通报道 从人体胚胎的基因编辑到多种疾病的靶向治疗，CRISPR/Cas9技术正不断登上头条。不过，这种技术的影响不仅仅限于生物医学研究，植物学家也在用CRISPR来研究植物功能、对抗疾病和提高产量。在最新一期的《BioTechniques》上，Sarah Webb介绍了植物中的CRISPR。转基因植物其实已经出现了很多年，但一直存在争议。近年来，生物学家一直在开发改变基因组的其他方法，以便补充传统的植物育种策略。在CRISPR出现之前，他们通常采用TALEN方法。不过，CRISPR/Cas9很快就超越了其他基因编辑技术。许多研究人员都有着相似的经历：几年前，他们同时启动TALE
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《Science》论述Cas9的灵活性
CRISPR-Cas9基因组编辑系统通过一个小RNA引导目标DNA序列搜寻。为了让引导RNA结合靶位，Cas9必须解开所搜查位置的DNA双螺旋。“大多数蛋白只能通过感知DNA双螺旋外部结构来识别特定DNA序列。Cas9却能识别任意代码，但是，为了确定位置是否正确，它需要打开DNA双螺旋，用程序代码比较序列。令人难以置信的是，它可以在不使用能量的情况下搜索整个基因组，”项目负责人Johan Elf说。研究人员用两种方法测量了Cas9找到目标序列的时间。一种方法（批量限制保护试验）显示，Cas9搜索大肠杆菌约400万个碱基的基因组用时6个小时。通过第二种独立技术（单分子荧光法）标记Cas9分子实时
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大规模CRISPR-Cas9打靶，收获全新抑癌途径
KRAS基因突变驱动的癌症是最致命的一类，约20-30%所有人类癌症都与KRAS基因突变有关，包括肺癌、胰腺癌、直肠癌等最难治的危险癌症。KRAS突变癌细胞总有办法改变其代谢方式，让它们比正常细胞更具生长优势。几十年来，科学家们已经尝试了各种靶向KRAS突变蛋白的治疗手段，但还没有靶向KRAS基因的。9月27日《Cancer Research》发表文章公布了KRAS驱动癌症的最新药物靶标。加州大学圣地亚哥分校医学院的研究人员正在寻找有能力识别KRAS基因突变细胞的其他基因或分子。研究团队利用CRISPR-Cas9基因编辑技术，系统地失活了人类结肠癌细胞基因组内每个基因。他们最终证明，失活NAD
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eLife：CRISPR技术揭示Sun5异常导致无头精子症
生物通报道：来自中科院动物研究所，安徽医科大学等处的研究人员发表了题为“Essential role for SUN5 in anchoring sperm head to the tail”的文章，通过CRISPR/Cas9技术构建SUN5敲除的小鼠，发现SUN5的缺失不影响雌性生殖力，却导致雄鼠不育。这一研究成果公布在eLife杂志上，文章的通讯作者为动物研究所李卫研究员，以及安徽医科大学曹云霞。精子作为携带雄性遗传物质的关键载体，其形态、活力、完整性对雄性生殖力至关重要。人类无头精子症的报道已有几十年历史，典型症状是精液中精子只具有能运动的尾部及小团胞质，从而导致男性不育。中国科学院动物
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Nature方法学直击两大技术热点：CRISPR光活化技术诱导神经元分化
生物通报道：CRISPR-Cas9 和光遗传学这两大技术经过近几年的发展，已经在许多研究领域中发光发热。而将这两者结合起来的领衔科学家无疑要算上日本东京大学的化学家Moritoshi Sato，他曾开发一种光学开关蛋白：“Magnets”（磁铁蛋白），他们将其利用在光活化技术中，开发出光激活CRISPR转录体系，调节目标特定基因的表达。近期Sato研究组成员发表了题为“CRISPR–Cas9-based photoactivatable transcription systems to induce neuronal”的文章，通过基于CRISPR-Cas9的光活化转录系统诱导了神经
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科学家们对猪器官的人体移植持乐观态度
全美肾脏移植名单上等待器官移植的患者人数大约有10万人，其中许多人已等待多年。人体器官数量匮乏，可代替的猪器官移植给名单上的患者们带来了新希望。尽管猪在各方面都很适合作为异种器官移植（xenotransplantation）器官供体，但是，几十年来相关临床试验一直受挫。直到最近，猴子实验的积极结果终于令几只科研团队跃跃欲试地表示准备开展临床实验。“人类曾幻想多年的课题，在不久的将来似乎要成为了现实，”马里兰大学医学院心脏移植外科医生Muhammad Mohiuddin说。他是与美国食品和药品管理局官员探讨临床试验审查预会的主持人。过去几年，肾脏和心脏移植科研团队们设法抑制（因为不能完全消除）猪
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来，我们介绍一种热稳定的Cas9核酸酶
CRISPR/Cas9是一种强大的技术，适用于多个物种的基因组编辑，但不包括嗜热细菌。目前的Cas9蛋白都分离自嗜温细菌，比如，SpCas9来自化脓链球菌（Streptococcus pyogene）。这些Cas9蛋白在高温下无法很好地发挥作用，因此只能委屈嗜热细菌在较低的温度下生长。幸好，加州大学伯克利分校的Jennifer Doudna实验室最近发现了一种热稳定的Cas9核酸酶——GeoCas9。Jennifer Doudna的名字想必大家都不陌生。她是基因组编辑领域的先驱之一，曾率先发表文章，证明CRISPR/Cas9系统可作为一种可编程的DNA编辑工具。几年来，她的团队在各大杂志上发表
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Nature头条：第一次利用CRISPR编辑技术研究人类胚胎特定基因
——这只是一个开始，基因编辑胚胎研究将能帮助科学家们解开更多人体之谜生物通报道：基因编辑人体胚胎研究从最开始的令人震惊，以极快的速度又将科学家们从这种情绪中抓了回来，重新回复到了科学的本质上——这种技术能给我们的胚胎研究带来什么？最新一期（9月22日）Nature杂志公布了伦敦Francis Crick研究所的新成果，即通过CRISPR基因组编辑技术，发现了一种关键蛋白在指导胚胎发育过程中的重要作用，而这只是一个开端……这并不是研究人员第一次在胚胎中编辑人类基因组。今年夏天，俄勒冈健康与科学大学的研究人员利用携带一种遗传缺陷的精子对卵细胞进行受精，然后通过CRISPR来纠正它，具体见包括中国学
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CRISPR女神最新Nature重大发现：超精准的CRISPR-Cas9
生物通报道：加州大学伯克利分校和麻省总医院的科学家已经确定了Cas9蛋白中的一个关键区域，这个区域控制了CRISPR-Cas9是否能在靶标DNA序列上准确定位，并扭转DNA，让其产生一种超精确的基因编辑器，达到迄今为止所能达到的最低脱靶率。这一研究成果公布在9月21日的Nature杂志上，由CRISPR研究先驱Jennifer A. Doudna领导完成，Doudna因在CRISPR基因组编辑技术中屡获突破而名声大噪，近年来她的研究组也在CRISPR技术原理解析和应用方面取得了不少成果，如上周他们报道了一个crRNA结合Cas13a (LbaCas13a)的晶体结构，分辨率为2.0Å
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主导正确DNA修复的关键蛋白
工作快错误多与工作慢错误少，哪个好？当接受DNA修复任务时，细胞也不得不面对同样的选择。选择哪种主要修复途径，这是一个相当重要的决定，因为如果选错，可能会导致更多DNA损伤，并引发癌症。Salk研究所的科学家发现，一个名叫CYREN的微蛋白能帮助细胞在正确的时间做出恰当的选择。这篇9月20日发表在《Nature》上的文章，不仅补充了现有知识的空白，澄清了DNA损伤修复的一个长久谜团，还为研究人员提供了一个强大的癌症治疗工具。鱼和熊掌不可兼得双链断裂是最严重的DNA损伤，可通过NHEJ（非同源末端连接）或HR（同源重组）两个途径之一进行修复，前者速度快但错误多，后者速度慢但错误少。&
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最新《Nature》技术动态：相互作用组学
序言1987年，瑞士的研究人员报道了2例来自同一家庭的两姐妹，携带类似的出生缺陷：小脑少一绺组织，且心脏有孔和裂痕（Ritscher–Schinzel综合征）。一位在接受心脏手术后没活过3岁，另一位在4岁接受了类似的心脏手术，存活了下来。她们的父母并没有携带这些异常，当时的研究人员认为，两位患者一定是继承了2个拷贝的某个非典型基因才生出了以上这些不寻常的症状【1】。某一基因争夺核苷酸的过程应该为女孩的疾病表型负责。 随后，科学家又鉴定出其他一些基因也与Ritscher–Schinzel综合征有关。然而，这些基因的功能以及导致症状的机理多年来仍是个谜。 随着分子生物学研究进入
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暨南大学学者Cell Stem Cell热议CRISPR人体胚胎编辑
生物通报道：8月初，一组研究人员利用CRISPR-Cas9基因编辑技术在人体胚胎中纠正了引发肥厚型心肌病的基因突变，这是第一次成功利用CRISPR-Cas9技术在人类早期胚胎发育过程中修复疾病基因突变（公布于Nature杂志），令不少人激动不已。包括中国学者在内的研究组利用CRISPR成功实现人体胚胎编辑 六位科学家质疑《Nature》论文CRISPR实现人体胚胎编辑的结果 来自暨南大学粤港澳中枢神经再生研究院，埃默里大学的李世华（Shihua Li，音译）教授，李晓江（Xiao-Jiang Li，音译）教授本月在Cell Stem Cell杂志上发文：“CRISPR: Established
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冷泉港教授连发两篇Cell文章：当转基因遇上CRISPR技术
生物通报道：联合国及多位专家曾预计，到2050年全球人口数量将从目前的70亿增至90多亿，但可耕地还在减少，而且近年来灾害不少，也令今后的形势变得越来越严峻。CRISPR也许是未来解决问题的一个方法，这种革命性地改变植物基因序列分析、操控方式的新工具与以往基因修改工具不同之处在于，CRISPR-Cas9十分有针对性，科学家可利用它精准定位单个基因，将其打开或关闭，移除基因或用不同基因替换。近期来自冷泉港实验室的Zachary Lippman教授接连发表两篇Cell文章，报道了利用CRISPR-Cas9在西红柿基因组序列的启动子上进行编辑，改变了这种作物重要农艺性状的新成果。（Zachary L
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Cell杂志最受关注的八篇文章（9月）
生物通报道：Cell创刊于1974年，现已成为世界自然科学研究领域最著名的期刊之一，并陆续发行了十几种姊妹刊，在各自专业领域里均占据着举足轻重的地位。Cell以发表具有重要意义的原创性科研报告为主，许多生命科学领域最重要的发现都发表在Cell上。本月《Cell》前十名下载论文为： Regulatory innate lymphoid cells control innate intestinal inflammation本月中国学者发表了多篇Cell杂志文章，这是其中一篇：中科院生物物理研究所范祖森研究组利用IL-10报告小鼠，在肠道组织发现了一群能够分泌IL-10的ILC细胞新亚群，该群IL
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癌症干细胞大牛Science新发现：CRISPR发现癌症中的突变信号
生物通报道：荷兰乌德勒支大学的研究人员发表了题为“Use of CRISPR-modified human stem cell organoids to study the origin of mutational signatures in cancer”的文章，利用CRISPR构建癌症类器官，从中发现了癌症中突变特征的起源所在。这一研究成果公布在Science杂志上。这项研究由荷兰乌德勒支大学医学中心分子遗传学教授Hans Clevers领导完成，Clevers现为荷兰艺术与皇家科学院主席、美国国家科学院院士，是Wnt信号转导通路、肠发育和相关癌症方面研究领域的顶尖专家。他曾首次克隆了TC
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CRISPR大牛再发Nature子刊文章：破解RNA靶向CRISPR酶Cas13a的作用机制
生物通报道：细菌可以利用CRISPR RNA（crRNA）指导部署酶复合物来识别和切割外源核酸，保护其不受到感染。近期针对这一过程取得了不少重要的成果，如哈佛医学院观察到了CRISPR复合物靶向目标DNA链，并准备通过Cas3酶切割DNA的全过程（I型CRISPR复合体作用机制）；中科院学者在Cell上发表的VI型CRISPR-Cas系统效应蛋白Cas13a（亦称C2c2）结构（CRISPR-Cas系统研究重大突破）等。来自加州大学伯克利分校的研究人员在最新研究中报道了一个毛螺科菌(Lachnospiraceae bacterium) crRNA结合Cas13a (LbaCas13a)的晶体结
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厦门大学，NIH联合发表Nature子刊文章：CRISPR发现关键作用因子
生物通报道：来自厦门大学生科院，美国国立卫生研究院的研究人员发表了题为“The Plasmodium yoelii HECT-like E3 ubiquitin ligase regulates parasite growth and virulence”的文章，利用CRISPR-Cas9技术，QTL定位等确定了PyHEUL对疟原虫致病性的重要作用，这将为药物或疟疾疫苗的开发提供新的靶点和思路。这一研究成果公布在Nature Communications杂志上。文章的通讯作者为厦门大学苏新专研究员和李剑助理教授。第一作者为NIH的Sethu C. Nair博士和博士生徐瑞雪。由于缺少有效的疟疾
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PCR-free的靶向捕获技术遇上PCR-free PacBio SMRT测序
高通量测序技术已经被广泛用于疾病基因组特征和分子机制研究，研究策略无非是全基因组测序或是靶向测序，在靶向测序中，常见的靶向富集技术有PCR扩增目的区域或基于探针的靶向捕获技术，但这两种方法都很难绕过一个关键步骤－PCR扩增，使得研究人员无法对原始的基因组区域进行测序，从而无法保证测序结果的真实性和准确性；其次，由于目前大规模使用的二代测序技术短读长的限制，对重复序列扩增引起的疾病的分子机制研究存在巨大挑战。近期《npj Parkinson's Disease》上发表了Parkinson’s Institute、Houston Methodist Research Institute等多个机构共
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CRISPR与PacBio测序相结合，深度解析罕见病
生物通报道 目前在研究疾病的分子机理时，也许是受到技术的限制，人们的目光主要聚焦在点突变上。然而，最近发表的一项研究表明，重复扩增区域的完整测序对深入了解疾病的基础至关重要。这项研究由美国帕金森病研究所、休斯敦卫理公会研究所及其他几个机构联合开展。它介绍了如何将CRISPR/Cas9捕获与单分子实时测序（SMRT）技术结合使用，从而以单碱基的分辨率检测重复区域，且不存在任何PCR偏好。此次研究的对象是一个墨西哥家庭，其中多个成员带有ATXN10扩增。四名成员表现出10型脊髓小脑共济失调（SCA10）的临床特征。另一名成员还表现出早发性左旋多巴反应性帕金森综合征。然而，一名成员虽携带
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又一位华人学者！Nature，Cell两篇文章发现CRISPR新系统的奥秘
生物通报道：康奈尔大学分子生物学与遗传学系的柯爱龙（Ailong Ke）教授主要致力于RNA生物学研究，曾利用X射线及生物化学工具解析了RNA及RNA-蛋白复合物的结构和功能，在此基础上，其研究组针对目前备受关注的CRISPR系统展开了多项研究，取得了不少重要的成果，为CRISPR系统的研究提供了重要新资讯。Ailong Ke教授9月4日，这一研究组的最新成果“How type II CRISPR–Cas establish immunity through Cas1–Cas2-mediated spacer integration”公布在Nature杂志上，提出了II型CRISPR系统逐步间
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