基因新闻 第109页

2018年10月4日/生物谷BIOON/—小麦和玉米等作物经历了数千年的育种过程，在此过程中人类逐渐将野生植物改造为高度栽培的变种。一个动机是更高的产量。这种育种的副作用是遗传多样性的减少和有用性质的丧失。这表现在现代的作物品种对疾病的敏感性增加，缺乏风味，或者维生素和营养成分下降。

如今，在一项新的研究中，来自巴西、美国和德国的研究人员首次使用CRISPR-Cas9（一种现代的基因组编辑过程）在一代中就利用野生植物中培育出新的作物。从野生番茄开始，他们引入了多种作物的性状，同时又不会丧失这种野生植物的宝贵遗传特性。相关研究结果于2018年10月1日在线发表在Nature Biotechnology期刊上，论文标题为“De novo domestication of wild tomato using genome editing”。

作为亲本植物物种，这些研究人员选择了醋栗番茄（Solanum pimpinellifolium），它是来自南美洲的野生番茄，也是现代栽培番茄的祖先。这种野生植物的果实只有豌豆的大小，产量低—这两种特性使它不适合作为作物。另一方面，它的果实比现代的西红柿更芳香，这是因为现代的西红柿由于育种而失去了一些味道。此外，这种野生果实含有更多的番茄红素（lycopene）。这种所谓的自由基清除剂被认为是一种有价值的抗氧化剂。

这些研究人员通过使用多重CRISPR-Cas9修饰这种野生植物，从而使得后代植物的6个基因发生较小的遗传修饰。这些决定性基因被认为是这种现代的驯化番茄特征的遗传关键。具体而言，他们对这种野生番茄的基因组进行了以下修饰而培育出新的品种：这种新品种的果实比这种野生番茄大三倍，这相当于樱桃番茄的大小。这种新品种的果实产量增加了10倍，而且它们的形状是椭圆形的，相比之下，这种野生番茄的果实是圆形的。这种属性很受欢迎，这是因为当下雨时，圆形果实比椭圆形果实更快地分开。这种经过基因修饰的野生番茄也具有更紧凑的生长。

另一个重要的新特性是这种新品种番茄中的番茄红素含量是野生亲本的两倍以上—并且是传统的樱桃番茄中的番茄红素含量的五倍以上。这是一项决定性的创新，针对当前的栽培西红柿的传统育种工艺都无法实现这一点。番茄红素能够有助于预防癌症和心血管疾病。因此，从健康的角度来看，与仅含有非常有限数量的番茄红素的传统栽培番茄和其他的蔬菜相比，这种新的番茄品种可能具有额外的价值。到目前为止，育种者已尝试过增加栽培番茄中的番茄红素含量，但都失败了。然而，即便成功地实现这一点，这也是以牺牲β-胡萝卜素含量为代价的。β-胡萝卜素起着保护细胞的作用，因而是有价值的营养物质。（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Agustin Zsögön, Tomáš Čermák, Emmanuel Rezende Naves et al. De novo domestication of wild tomato using genome editing. Nature Biotechnology, Published Online: 01 October 2018, doi:10.1038/nbt.4272.

2018年10月11日 讯 /生物谷BIOON/ –近日，一项刊登在国际杂志Nature Medicine上的研究报告中，来自牛津大学的科学家们通过研究首次利用基因疗法在临床中治疗无脉络膜症（一种失明）取得积极性成果。

图片来源：Prof Robert MacLaren

这项研究中，研究人员招募了14名患者，并在患者眼睛后方注射一种含有缺失基因的病毒，该研究始于2011年，在实验结束时研究人员发现，患者整体的视力都得到了显著提高；此外，其中12名接受疗法的患者并未出现任何并发症，100%的患者都在治疗后获得或者保持了视力，而且在最后一次随访中能够维持这种状态长达5年时间。

研究者Robert MacLaren教授表示，我们所观察到的患者视力所发生改善的早期结果能够持续很长时间，因为我们一直对这些患者进行跟踪调查，而且患者所接受的几次基因疗法都是5年前进行的，这或许对于改善患者的生活质量产生了巨大影响。研究者初期积极性的研究结果促成了一项来自欧盟和北美等9个国家涵盖100名患者的大规模国际基因疗法试验。

整体基因治疗时当前用来治疗多种疾病的新型疗法，基因疗法的概念就是在DNA水平上改变或纠正遗传性疾病，一旦其成功的话，单一疗法或许就能够产生长效效应，早期的研究结果也正支持了这一点，即单一的基因纠正或许会对视网膜中神经细胞产生长久的有益效应，从而抑制失明发生。

无脉络膜症就是一种遗传性眼病，其有时候被称为色素性视网膜炎（retinitis pigmentosa），如今其已经成为诱发年轻人无法治愈的失明的最常见原因；上个月，欧洲药品管理局正式批准了首个用来治疗不同眼病的基因疗法。有专家预测，基因疗法未来也有望治疗其它多种无法治愈的疾病。研究者Neil Ebenezer博士表示，所有的研究突破都是站在别人的肩膀上取得的，我们的目标就是能够开发出治疗多种人类疾病的新型疗法。目前这项临床试验已经进行到了关键的第三阶段试验中，研究人员期待后期能够取得更多积极性的研究成果。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

Kanmin Xue, Jasleen K Jolly, Alun R. Barnard, et al. Beneficial effects on vision in patients undergoing retinal gene therapy for choroideremia. Nature Medicine volume 24, pages1507–1512 (2018)  doi:10.1038/s41591-018-0185-5

2018年10月24日，科技部官网最新更新6条处罚信息，复旦大学附属华山医院、华大基因、药明康德、昆皓睿诚、厦门艾德生物、阿斯利康6家单位涉及其中。值得注意的是，此为科技部首度公开涉及人类遗传资源的行政处罚。

虽然行政处罚的时间各不相同，但处罚的原因一致，都因为违反《人类遗传资源管理暂行办法》（国办发〔1998〕36号）、《中华人民共和国行政处罚法》等有关规定，违规采集、收集、买卖、出口、出境人类遗传资源。

虽然遭受行政处罚的单位有6家，但是涉及的具体事件一共有3起。离现在最近的一起处罚发生在今年7月份，涉及阿斯利康、昆皓睿诚、厦门艾德生物3家企业。

具体而言，阿斯利康未经许可将已获批项目的剩余样本转运至厦门艾德生物医药科技股份有限公司和昆皓睿诚医药研发(北京)有限公司，开展超出审批范围的科研活动。厦门艾德未经许可接收阿斯利康投资30管样本，拟用于试剂盒研发相关活动。而昆皓睿诚则未经许可接收到阿斯利康567管样本并保藏。

3家单位皆违反《人类遗传资源管理暂行办法》第四条“国家对重要遗传家系和特定地区遗传资源实行申报登记制度，发现和持有重要遗传家系和特定地区遗传资源的单位或个人，应及时向有关部门报告。未经许可，任何单位和个人不得擅自采集、收集、买卖、出口、出境或以其他形式对外提供”及第十一条“凡涉及我国人类遗传资源的国际合作项目，须由中方合作单位办理报批手续。中央所属单位按隶属关系报国务院有关部门，地方所属单位及无上级主管部门或隶属关系的单位报该单位所在地的地方主管部门，审查同意后，向中国人类遗传资源管理办公室提出申请，经审核批准后方可正式签约”两条规定。

阿斯利康被撤销的行政许可信息

事件调查清楚后，违规利用的人类遗传资源材料被没收并销毁。阿斯利康、厦门艾德及昆皓睿诚3家公司被警告。阿斯利康被撤销国科遗办审字〔2015〕83号、〔2016〕837号两项行政许可，同时科技部方面停止受理阿斯利康涉及中国人类遗传资源国际合作活动申请，整改验收合格后，再进行受理。

往前推，另一项行政处罚发生在2016年10月21日，涉及苏州药明康德新药开发股份有限公司。

具体而言，药明康德未经许可将5165份人类遗传资源（人血清）作为犬血浆违规带出境。

该行为违反了《人类遗传资源管理暂行办法》第四条“国家对重要遗传家系和特定地区遗传资源实行申报登记制度，发现和持有重要遗传家系和特定地区遗传资源的单位或个人，应及时向有关部门报告。未经许可，任何单位和个人不得擅自采集、收集、买卖、出口、出境或以其他形式对外提供”及第十六条“携带、邮寄、运输人类遗传资源出口、出境时，应如实向海关申报，海关凭中国人类遗传资源管理办公室核发的出口、出境证明予以放行”两条规定。

案发后，违规带出的人类遗传资源（人血清）已经被没收并销毁。药明康德被给予警告处罚，科技部也暂停受理药明康德涉及我国人类遗传资源的国际合作和出境活动的申请，整改验收合格后，再予以恢复。

最早的一起处罚发生在2015年9月，涉及深圳华大基因科技服务有限公司、复旦大学附属华山医院及英国牛津大学3家单位。

中国人类遗传资源管理办公室在对华大基因执行“中国女性单相抑郁症的大样本病例对照研究”国际科研合作情况进行调查时发现，华大基因与华山医院未经许可与英国牛津大学开展中国人类遗传资源国际合作研究，华大基因未经许可将部分人类遗传资源信息从网上传递出境。

该行为违反了《人类遗传资源管理暂行办法》第四条“国家对重要遗传家系和特定地区遗传资源实行申报登记制度，发现和持有重要遗传家系和特定地区遗传资源的单位或个人，应及时向有关部门报告。未经许可，任何单位和个人不得擅自采集、收集、买卖、出口、出境或以其他形式对外提供”、第十一条“凡涉及我国人类遗传资源的国际合作项目，须由中方合作单位办理报批手续。中央所属单位按隶属关系报国务院有关部门，地方所属单位及无上级主管部门或隶属关系的单位报该单位所在地的地方主管部门，审查同意后，向中国人类遗传资源管理办公室提出申请，经审核批准后方可正式签约”及第十六条“携带、邮寄、运输人类遗传资源出口、出境时，应如实向海关申报，海关凭中国人类遗传资源管理办公室核发的出口、出境证明予以放行”三条规定。

调查清楚后，该项研究被责令停止执行，而工作中所有未出境的遗传资源材料及相关研究数据被要求销毁，华大基因及华山医院被责令停止涉及我国人类遗传资源的国际合作，整改验收合格后，再行开展。(生物谷Bioon.com）

2018年12月6日 讯 /生物谷BIOON/ –未来研究人员可能会开发出一种新方法，让你想吃多少就能吃多少而且还不会增加体重，这听起来似乎难以置信；当名为RCAN1的单一基因从小鼠机体中移除后，再给予小鼠喂食高脂肪饮食，结果发现小鼠的体重并不会增加，即使是长时间摄入高脂肪饮食后。研究人员希望能够找到类似的方法，通过抑制该基因的表达帮助人类有效抵御肥胖和诸如糖尿病等严重疾病。

图片来源：Flinders University

近日，一项刊登在国际杂志EMBO Reports上的研究报告中，来自福林德斯大学的科学家们就通过对啮齿类动物进行大规模的遗传筛查，鉴别出了促进机体肥胖的新型遗传候选基因，或为后期开发新型药物疗法提供新的思路。

研究者Damien Keating表示，我们都知道，很多人在减肥路上花费了很多精力，本文研究结果或许就能帮助开发一种新型药物靶向作用RCAN1基因并导致机体体重下降。肥胖是一种全球性的健康问题，其会导致人群严重疾病发生风险的增加，比如2型糖尿病、心脏病等，然而目前研究人员并没有开发出针对这些疾病的有效疗法。

人类机体中有两种类型的脂肪，棕色脂肪负责 燃烧能量，而白色脂肪则负责储存能量。研究者表示，阻断RCAN1基因的功能或能帮助将不健康的白色脂肪转化为健康的棕色脂肪，从而就能为抵御肥胖提供一种新型潜在的疗法。如今研究人员开发出了一系列药物来靶向作用RCAN1基因制造的蛋白，目前研究人员正在对这些药物进行检测来观察是否能够抑制该基因的表达，以及是否能够帮助后期开发出新型的抗肥胖药物。

基于本文研究结果，研究人员所开发的靶向作用RCAN1基因的新型药物或能燃烧更多热量，同时还能让人们处于静息状态下（不用运动），也就意味着，个体在并不需要减少食物摄入或加强锻炼的情况下还能保持机体脂肪水平较低。目前三分之二的澳大利亚成年人以及四分之一的儿童都处于过重或肥胖状态，而且英美的统计数据也让人非常担忧。

文章中，研究人员在时间跨度8周至6个月不等的时间里对不同饮食方式进行了研究，在每一种情况下，研究人员都观察到了RCAN1基因的缺失对机体健康所带来的益处。研究者表示，本文研究结果或能帮助后期开发一种潜在的新型疗法，但后期他们还需要进行更为深入的研究来确定是否相同的研究结果能够转化到人类机体中去。

本文研究中，研究人员重点对细胞彼此之间发送信号的方式以及这种方式如何影响机体健康和疾病的扩散进行了相关研究，后期研究人员还将通过更为深入的研究来开发出有效抵御肥胖等多种人类疾病的新型疗法。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

David Rotter, Heshan Peiris, D Bennett Grinsfelder, et al. Regulator of Calcineurin 1 helps coordinate whole‐body metabolism and thermogenesis, EMBO reports (2018). DOI: 10.15252/embr.201744706

2018年12月19日 讯 /基因宝jiyinbao.com/ –包括北卡罗莱纳大学医学院科学家在内的一组研究人员开发了一种前所未有的复杂模型，将DNA和基因活动的变化与脑部疾病的风险联系起来。相关结果结果发表在《Science》杂志上。

科学家现在可以将它作为一种工具来探索精神分裂症和孤独症等疾病的生物学机制，这些疾病在很大程度上得不到深刻理解，也无法治愈。“这是为了解大脑而开发的最全面的功能基因组资源，它建立了一个整合不同基因组学数据的框架，以深入了解脑部疾病的生物学，”共同第一作者Hyejung Won博士，助理说。 UNC医学院遗传学教授，UNC神经科学中心成员。

（图片来源：CC0 Public Domain）

在过去的几十年里，科学家已经进行了数百项研究，这些研究收集了大量人群的DNA序列和相关数据，以确定DNA变异和其他与疾病相关的基因组相关因素。这些基因组学研究为许多疾病的生物学原因提供了重要线索。

但对于精神疾病和许多其他常见的脑部疾病，传统的基因组学研究不太有用。例如，精神分裂症与基因组上100多个位置的特定变异相关联 – 称为“风险位点” – 但这些基因座大多数不包含基因，因此尚不清楚它们与疾病的关系。此外，与精神分裂症有关的许多基因变异通常对精神分裂症风险的影响很小。这已经向科学家们表明，精神分裂症以及可能还有许多其他脑部疾病过于复杂，无法用传统的一维基因组学方法来理解。

为了追求更复杂的方法，几年前一组基因组学研究人员成立了PsychENCODE联盟。他们开始汇集基因组学研究和其他公开研究的数据，以开发工具来寻找不同类型数据之间的关系。

新资源包括针对患有精神分裂症，双相情感障碍和自闭症谱系障碍的个体的不同种类的基因组学数据。基因组学数据的类型包括DNA序列，来自特定种类脑细胞的基因表达数据，称为“增强子”的DNA区域图，其促进基因表达，以及已知影响基因活性的基因组的其他特征。

她从自己的“染色体构象”研究中获得了贡献数据。这指的是细胞核中环状DNA的三维组织，特别是不同环接近足以影响彼此基因表达的点。赢得了开发了一个复杂的模型，如何通过染色体构象和其他基因组因子调节脑细胞中的基因表达。

该团队使用基因调控网络模型评估了先前基因组学研究发现的142个精神分裂症风险基因座。这些风险基因座不含基因，但怀疑通过某种方式影响其他基因的表达而导致精神分裂症风险。该模型确定了321个基因，包括一些已知的精神分裂症风险基因，作为这些基于危险基因座的可能调控目标。乙酰胆碱受体，离子通道和其他途径的功能。科学家们还确定，精神分裂症主要是神经元疾病，而不是其他脑细胞。

为该研究开发的资源包括基于人工智能的“深度学习”模型，该模型基于基因变异和基因表达数据估计精神症状的风险。科学家将新模型与一个标准的，更简单的模型进行了比较，该模型基于个体的基因组预测精神疾病。

“深度学习模型更准确，我们认为它将对患者的风险评估和诊断产生重大影响”，荣获说。

她和她的PsychENCODE同事现在正在通过整合更多类型的基因组数据并将他们的分析扩展到精神分裂症以外的其他脑部疾病来继续开发他们的模型。（生物谷Bioon.com）

资讯出处：Scientists create genomic resource to explore biological underpinnings of brain disorders

2019年1月21日 讯 /基因宝jiyinbao.com/ –来自荷兰神经科学研究所（NIN）和莱顿大学医学中心（LUMC）的研究人员表明，使用基因疗法治疗可以在神经损伤后更快恢复。通过将手术修复程序与基因治疗相结合，首次刺激了神经细胞的存活和长距离神经纤维的再生。发表在《Brain》杂志上的这一发现是朝着为神经损伤患者开发新疗法迈出的重要一步。

在出生或交通事故发生后，颈部的神经可能会从脊髓中被撕裂。结果，这些患者失去了手臂功能，并且无法进行日常活动。目前，手术修复是患有这种神经损伤的患者唯一可用的治疗方法。 “手术后，神经纤维在到达肌肉和神经细胞之前必须桥接数厘米，新纤维需要再生的神经细胞大量丢失。大多数再生神经纤维不会到达肌肉。因此手臂功能的恢复令人失望，不完整，“作者说道。

（图片来源：www.pixabay.com）

通过将神经外科修复与基因治疗相结合，可以挽救许多垂死的神经细胞，并且可以刺激肌肉方向上的神经纤维生长。在这项研究中，研究人员使用可调节的基因疗法，通过使用广泛使用的抗生素可以打开和关闭生长因子。 “由于我们能够在不再需要生长因子的情况下关闭基因治疗，新的神经纤维对肌肉的再生得到了显着改善，”作者说到。

为了克服免疫系统识别和移除基因开关的问题，研究人员开发了一个隐藏版本，即所谓的“隐形开关”。“隐形基因转换是向神经损伤基因治疗发展迈出的重要一步。隐形开关的使用改善了基因治疗，使其更安全。”

目前基因治疗尚未准备好用于患者。虽然关闭治疗基因的能力是向前迈出的一小步，但研究人员仍然在关闭开关时发现了少量的活性基因。因此，需要进一步研究以优化该疗法。（生物谷Bioon.com）

资讯出处：Gene therapy promotes nerve regeneration

2019年2月19日 讯 /生物谷BIOON/ –大象的基因和衰老速度或能帮助研究人员寻找到抵御癌症及健康长寿的新线索；2015年欧盟国家中有130万人死于癌症，超过了28个国家死亡总人数的四分之一，尽管近些年来癌症疗法得到了明显改善，但患者癌症的确诊率依然在上升。

图片来源：theconversation.com

其中一个原因就是人们的寿命更长，这就意味着其患癌且因癌症死亡的风险更高，在欧盟国家中，65岁以上的人因癌症的死亡率是年轻人的13倍。当再生细胞发生突变时癌症就会发生，年龄越大，细胞复制出错的概率就会明显增加，同时人群患癌的风险也会相应增加。因此进行癌症的预防就是关键，这也是大象最为擅长的，作为一种比人类拥有更多细胞的大型长寿哺乳动物，大象患癌的几率实际上应该会增加，但现实情况并非如此。

研究者表示，大象拥有一种特殊的方式来预防癌症，即在机体遭受任何伤害之前大象首先会将其摧毁。他们想通过研究阐明大象为何在对抗癌症上表现这么有效。

肿瘤缓冲器

随后研究者Cristofari等人对亚洲象的基因组进行了测序揭示了TP53单一基因的多个拷贝，TP53就好像是进行癌症控制的“瑞士军刀”一样，其能扮演肿瘤抑制子的角色发挥抗癌功能，人类仅拥有一对拷贝的TP53基因。在“大象衰老基因组学”研究计划（Genomics of Ageing in Elephants）中，研究者想通过研究阐明大象机体中帮其抵御癌症的关键基因特性，通过将大象的血液置于遗传测序机器中，研究者就能获得一系列生物学信息，随后再对这些信息进行分析就能找到揭示TP53如何与癌症相互作用的遗传模式。

研究者的想法是理解大象如何进化来有效抵御癌症，同时基于对大象的研究来开发有效预防人类癌症的创新性策略；降低患癌风险的另外一种方法就是改善老龄化率，即随着时间延续减缓细胞老化的速度，也就意味着老年人能够更长时间的生产健康的细胞。研究者表示，目前他们需要更好的方式来让人类活得更健康和长久，因为人类的寿命在不断增长，而且在过去100年里发生了显著增长。

研究者Virpi Lummaa一直在对大象进行研究，他想要更好地了解大象的衰老速度来帮助更好地改善人类的衰老；而他们能做的就是从采集的血液中寻找特殊指标，来预测哪些人会快速衰老并解释其中的原因和机制。

图片来源：iran-daily.com

老化

研究者Lummaa说道，尽管大象有象牙、巨大的耳朵和庞大的身躯，但其寿命、繁殖史、和家庭结构都与人类相似，这就使其能够成为完美的研究对象，这些大型哺乳动物有时会有更好的医疗记录，因此研究人员就能分析更多与年龄相关的数据；在缅甸，伐木业使用了大量的大象，这些大象每两周都会进行一次体检以确保其是否健康。研究人员能够利用大象一生中所保存的医疗历史来了解它们的病史及劳动如何影响其晚年的衰老。

将这些详细记录与血液样本结合起来，研究人员就能够阐明生命早期的活动和健康状况如何影响其老年后的生物学指标，比如端粒长度，其是随着机体年龄增长而缩短的一种细胞结构，研究者希望这能够帮助他们有效预测大象为何相比其它哺乳动物变老的更快。这一发现以及机体细胞的改变揭示了动物和人类机体生物衰老速度的奥秘，从而也能帮助研究细胞的退化与多种因素的关联，比如终身疾病、生殖和压力等因素。

如果我们知道哪些因素对健康老龄化至关重要，并能够决定70岁动物的寿命，那么这些结果可能更能广泛适用于研究我们自己的物种；早期研究结果表明，如果母象在孕期因工作或恶劣的天气而感受到压力的话，那么小象的衰老速度可能会更快一些；目前研究人员并不知道这种情况发生的确切原因，但他们相信通过后期的深入研究将能解决包括这一问题在内的更多研究。

图片来源：en.wikipedia.org

研究者希望能找到一些干预措施来改善大象的机体老化，如果他们注意到某些动物处于危险之中，那么就可以提出建议来给动物应用特定的治疗手段，而这一系列研究终将帮助研究人员阐明人类的生活方式、免疫和营养状况如何影响机体的衰老状况。理解哪些生活方式和健康因素会导致大象机体加速衰老，并阐明其中的机制，后期将会为研究人员提供机会研究人类机体的类似过程。

研究者还对缅甸相同的亚洲象进行了研究，并将此前的研究结果结合起来，这将有助于他们深入阐明TP53和机体老化率的关系；一旦研究人员能对这些大象进行基因分型，并阐明其与衰老差异的背景联系，他们就能够深入剖析生活方式因素，并解析其与遗传因素之间的相互作用关系。（生物谷Bioon.com）

参考资料：

【1】Elephant genes suppress tumours. Could studying this help us prevent cancer？

Steve Gillman， From Horizon Magazine， Horizon： The EU Research & Innovation Magazine

【2】What elephants teach us about cancer prevention

Joshua Schiffman And Lisa Abegglen， The Conversation

【3】Genomics of Ageing in Elephants： Genomic architecture of senescence in a long-lived mammal

【4】Cancer statistics-specific cancers， Statistics Explained