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Cancer Cell:重大突破!抑癌基因p53竟会促进肿瘤生长!

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2019年2月7日 讯 /生物谷BIOON/ —p53是一种广为人知的人类抗癌蛋白,其被誉为人类基因组的守护者,野生型的p53版本(WTp53)广泛存在于自然界中,近日,来自加利福尼亚大学的科学家们通过研究发现,在特定情况下WTp53或许会促进肿瘤发生,而不是会抑制肿瘤发生,相关研究结果刊登于国际杂志Cancer Cell上,这一研究发现解释了一种既定的悖论,尽管p53在50%以上的人类癌症中都处于突变状态,但在特定的人类癌症中却不经常发生突变,比如肝癌

Cancer Cell:重大突破!抑癌基因p53竟会促进肿瘤生长!

图片来源:Xu Lab, UC San Diego

这项研究中,研究人员发现,WTp53能通过增强癌症代谢来刺激肿瘤生长,其中的关键是一种名为PUMA(p53正向凋亡调控因子)的蛋白质,其能在线粒体中发挥作用;在合适水平下,PUMA能干扰线粒体的正常功能,并促进氧化磷酸化过程转换至糖酵解过程。研究者Xu教授说道,如今被广泛接受的一种观点是p53会抑制癌症发生,但这项研究中我们却发现,在某些癌症中,p53却会产生相反的效应,即促进癌症发生。

p53的确会通过降低产生基因组毒素的氧化磷酸化过程来抑制肿瘤发生,然而一旦肿瘤形成的话,p53或许就会增强肿瘤的进展。文章中,研究人员对细胞样本、小鼠模型和人类患者进行研究后发现,p53实际上具有相同的功能,但却会在两种不同的条件下扮演着两个完全相反的角色。

本文研究结果或会癌症药物的开发提供了警示,在癌症患者中增强p53功能的药物疗法或许会不经意地引发相反的效应。WTp53所扮演的角色或许能够解决p53生物学中几个长期存在的问题,同时其还能帮助研究人员开发新型的癌症疗法,尤其是在p53突变的癌症中通过激活WTp53或回复其功能来有效消除人类癌症。(生物谷Bioon.com)

原始出处:

Jinchul Kim, Lili Yu, Wancheng Chen, et al. Wild-Type p53 Promotes Cancer Metabolic Switch by Inducing PUMA-Dependent Suppression of Oxidative Phosphorylation. Cancer Cell, Jan. 31, 2019; DOI:10.1016/j.ccell.2018.12.012

WHO成立人类基因组编辑治理监督委员会 建立全球标准

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WHO成立人类基因组编辑治理监督委员会 建立全球标准

 

在国际上对中国首例人类胚胎基因编辑治疗的关注和谴责后,世界卫生组织(WHO)已经开始采取相关行动,制订基因编辑监督标准。

上周四(2月14日),WHO宣布正在组建一个专家小组,组成咨询委员会,以制定人类基因组编辑治理和监督的全球标准。根据WHO公布的简短声明,该委员会的目标是就人类基因组编辑的治理机制提出适当的建议。委员会成员将审查与实践相关的科学、道德、社会和法律挑战。

根据公告显示,该委员会将包括18名成员,将于3月18-19日在瑞士日内瓦召开会议,审查目前的全球基因编辑小组的进展情况,并制定未来12-18个月的工作计划。该委员会是在成员公开征集之后成立的,此次小组的所有成员将以独立和个人身份任职,代表广泛的学科、专业知识和经验。WHO表示,将根据世卫组织利益声明表中披露的信息对所有潜在的利益和冲突进行了评估。

成立这一委员会的起因当然很大程度上是来自2018年震惊全球的人体胚胎基因编辑事件。贺建奎使用CRISPR-Cas9基因编辑技术来改变人体胚胎的DNA,称其目的是为了保护新生儿免受HIV病毒的侵害。贺建奎使用基因编辑技术来禁用一种称为CCR5的基因,该基因产生的蛋白质可以让HIV病毒进入细胞,进行基因编辑实验的胚胎各有一个患有艾滋病的父亲。贺建奎表示,尽管这两位艾滋病患者其实已经使用了强效的病毒抑制疗法,但进行此次试验是为了保护艾滋病患者所生的儿童免于感染艾滋病毒。

根据之前的报道,贺建奎在体外受精(IVF)期间对人体胚胎DNA进行了CRISPR编辑。感染艾滋病的父亲的精子被清洗,以便将正常精子与存在HIV病毒的精液分开,随后将单个精子插入单个卵中以产生胚胎,然后再应用CRISPR-Cas9基因编辑工具对其进行编辑。当胚胎不到一周时,他再次检查细胞并进行编辑,而胚胎的父母可以选择是否在IVF过程中使用编辑或未编辑的胚胎。该研究结果宣布后,世界各地的研究人员对此表示震惊,特别是不知道这些编辑后的基因将如何传递给后代。研究人员表示,直接对胚胎进行编辑的方式与使用CRISPR技术改变一个人的基因以对抗疾病有很大的不同。

此后,广东省基因编辑婴儿事件调查组现已初步查明,该事件系南方科技大学副教授贺建奎为追逐个人名利,自筹资金,蓄意逃避监管,私自组织有关人员,实施国家明令禁止的以生殖为目的的人类胚胎基因编辑活动。贺建奎私自组织包括境外人员参加的项目团队,蓄意逃避监管,使用安全性、有效性不确切的技术,实施国家明令禁止以生殖为目的的人类胚胎基因编辑活动。贺建奎通过他人伪造伦理审查书,招募8对夫妇志愿者参与实验。为规避艾滋病病毒携带者不得实施辅助生殖的相关规定,策划他人顶替志愿者验血,指使个别从业人员违规在人类胚胎上进行基因编辑并植入母体,最终有两名志愿者怀孕,其中1名已生下双胞胎女婴“露露”和“娜娜”,另1名在怀孕中。其余6对志愿者有1对中途退出实验,另外5对均未受孕。该行为严重违背伦理道德和科研诚信,严重违反国家有关规定,在国内外造成恶劣影响。

两周前,中国政府已经对贺建奎的基因编辑行为采取了行动。贺建奎已被转移至公安机关,所有其他参与该项违法试验的人员也将依法严肃处理。中国科学部也表示,坚决反对和抵制贺建奎所做的试验,并将致力于完善中国相关的法律法规,完善科研伦理审查制度。(生物谷Bioon.com)

 

Nat Genet:重大突破!130万余人大数据助力揭示数百个与失眠相关的基因

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2019年2月28日讯 /基因宝jiyinbao.com /——失眠是全世界第二大流行的精神疾病,而目前却没有有效的治疗方法。尽管大量研究表明失眠可以遗传,但是科学家们到现在为止都还不完全清楚其背后相关的基因和神经生物学通路。

Nat Genet:重大突破!130万余人大数据助力揭示数百个与失眠相关的基因

图片来源:Nature Genetics

为了揭示这些秘密,近日来自阿姆斯特丹自由大学、荷兰神经科学研究所的研究人员进行了一项大型研究,他们分析了1331010个遗传学相关的人组织样品,以检测与失眠相关的新的基因位点,并深入研究相关的信号通路、细胞和组织,相关研究成果于近日发表在《Nature genetics》上,题为“Genome-wide analysis of insomnia in 1,331,010 individuals identifies new risk loci and functional pathways”。

通过基因定位、表达数量性状基因座分析和染色质谱图,研究人员发现了涉及956个基因的202个位点与失眠相关,meta分析揭示了2.6%的差异。

研究人员发现神经元的轴突部分、皮层和皮层下组织、以及特定的细胞类型(包括纹状体、下丘脑和屏状体神经元)出现了大量的相关基因。研究人员还发现精神病学特征和睡眠时间存在很强的遗传学联系,而与其他的睡眠相关特点存在一定的联系。

通过孟德尔随机化分析,研究人员发现了失眠和抑郁、糖尿病、心血管疾病之间的因果关系以及受教育程度和颅内容积的保护作用。

总的而言,这是第一次发现导致失眠遗传学风险的细胞类型、大脑区域和生物学过程,极大地加深了我们对失眠背后的生物学机制的认知,将为治疗失眠提供了新靶标用于进行药物开发。(生物谷Bioon.com)

参考资料:

Danielle Posthuma et al.Genome-wide analysis of insomnia in 1,331,010 individuals identifies new risk loci and functional pathways , Nature Genetics (2019). DOI: 10.1038/s41588-018-0333-3

New Phytologist:基于CRISPR技术可以标记多物种的基因组

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2019年3月9日 讯 /基因宝jiyinbao.com/ –自2012年提出其机制以来,CRISPR / Cas9系统一直在科学界引起涟漪。许多科学家已经发现了Cas9蛋白的剪刀样特性的不同应用。最近,来自莱布尼茨植物遗传和作物植物研究所(IPK Gatersleben)的研究人员现在已经找到了一种以稍微不同的方式利用RNA /蛋白质复合物的方法。除了传统的原位杂交外,新的RNA引导的核酸内切酶 – 原位标记工具(RGEN-ISL)不再需要DNA的变性。因此,新方法使染色质保持完整,从而可以研究样品的结构。此外,RGEN-ISL可与蛋白质检测方法结合使用,并可实现标记过程的实时可视化。虽然RGEN-ISL最初是为植物基因组开发的,但它可用于所有生物体,并且在染色体生物学领域显示出一种很有前途的新工具。
New Phytologist:基于CRISPR技术可以标记多物种的基因组
(图片来源:www.pixabay.com)
II型聚类定期间隔短回文重复序列(CRISPR)相关半胱天冬酶9(Cas9)系统的发现已经成为靶向基因组编辑领域的里程碑。 RNA /蛋白质复合物最初源自细菌Streptococcus pyogenes,现在是真核生物中靶向基因组编辑的成熟工具。
莱布尼兹植物遗传和作物植物研究所(IPK Gatersleben)的科学家现在使用CRISPR / Cas9技术在一种新的细胞遗传学方法中将光照射到真核生物基因组中,同时其类似剪刀的特性已经产生了广泛的应用 – RNA引导的核酸内切酶 – 原位标记(RGEN-ISL)。
在过去的30年中,荧光原位杂交(FISH)已成为用于在染色体水平上可视化原位DNA序列的已建立且常用的方法。然而,该方法需要使所研究的DNA变性,因此经常损害样品的结构。通过将RGEN-ISL方法基于CRISPR-Cas9,IPK研究人员设法绕过FISH的变性步骤,同时整合了常规FISH方法的所需荧光标记特性。由于新的细胞遗传学工具保留了样本的结构,它开辟了研究基因组时空结构的选择。
进一步的实验表明,RGEN-ISL优于传统方法组合,例如FISH和免疫组织化学,需要较少的制备并且相对更快和更便宜。此外,新方法可在4°C至37°C的宽温度范围内发挥作用,还可与其他蛋白质检测和成像方法结合使用。进一步的优点是RGEN-ISL允许实时可视化CRISPR / Cas9介导的DNA标记,因此揭示了反应的动力学。
到目前为止,研究人员已经在植物样本中测试了RGEN-ISL,但也测试了人类染色体中的RGEN-ISL,说明他们的新方法可能适用于所有生物体。目前,方法的使用仅限于重复的DNA序列,如植物基因组中常见的那样。然而,现在在日本鸟取大学工作的Takayoshi Ishii博士构思了RGEN-ISL背后的初步想法,他认为这种方法可以适应未来单拷贝序列的可视化。
鉴于其特性和广泛的适用性,RGEN-ISL是一种有前途的新细胞遗传学工具,用于进一步了解基因组的空间组织以及染色质结构和功能之间的联系,以及在染色体生物学的广泛领域中推进。(生物谷Bioon.com)

资讯出处:Illuminating the genome

原始出处:Takayoshi Ishii, Veit Schubert, Solmaz Khosravi, Steven Dreissig, Janina Metje-Sprink, Thorben Sprink, Jörg Fuchs, Armin Meister, Andreas Houben. RNA-guided endonuclease – in situ labelling (RGEN-ISL): a fast CRISPR/Cas9-based method to label genomic sequences in various species. New Phytologist, 2019; DOI: 10.1111/nph.15720

大型药企再度布局基因疗法 辉瑞6.3亿美元达成研发合作

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大型药企再度布局基因疗法 辉瑞6.3亿美元达成研发合作

过去一个月里,基因疗法领域不断升温,多家大型生物医药公司通过并购专攻基因疗法的生物技术公司来布局基因疗法的开发。继罗氏(Roche)收购明星基因疗法公司Spark Therapeutics之后,渤健(Biogen)日前以8亿美元的数额收购开发治疗眼科疾病基因疗法的Nightstar Therapeutics。而今日,辉瑞(Pfizer)宣布与基因疗法公司Vivet Therapeutics达成研发合作。辉瑞(Pfizer)已收购Vivet公司15%的股权,并确保了辉瑞未来有整体收购Vivet的独家选择权。

根据合作协议,辉瑞将支付5100万美元的先期付款,整个合作数额最高可达6.3亿美元。两家公司将合作开发Vivet的VTX-801V,一款针对威尔逊病(Wilson Disease,WD)的在研基因疗法,它已被FDA和欧盟委员会授予了孤儿药物资格。在VTX-801的1/2期临床试验达到预期后,辉瑞公司可选择整体收购Vivet。

致力于为罕见遗传性代谢疾病开发新型基因疗法的生物技术公司Vivet,于2016年在法国巴黎成立。Vivet正在建立一个基于新型腺相关病毒(AAV)技术的多元化基因疗法的产品研发管线。

肝细胞中编码ATP7B蛋白的基因缺陷,使铜的正常胆汁排泄途径失效,导致肝脏和其它器官(包括中枢神经系统)中过量铜的积累。WD的现有疗法对于许多患者或疗效不佳,或伴有显着的副作用。若未经治疗,WD会导致多种严重程度不一的症状,包括肝纤维化和肝硬化,以及神经和精神症状,这可能是致命的,并且只能通过肝移植治愈。VTX801使用新型改造的AAV载体将ATP7B基因的短小功能型版本转运到携带缺陷基因的肝细胞中,并被转录为治疗性蛋白,有望恢复铜代谢、减少肝脏损伤和改善肝功能。

除了WD项目外,Vivet还推进了针对胆汁排泄有缺陷的进行性家族性肝内胆汁淤积(PFIC)的肝脏基因疗法项目,以及治疗尿素循环缺陷导致的瓜氨酸血症的基因疗法研究。

辉瑞首席科学官兼全球研究、开发和医疗总裁Mikael Dolsten博士说:“辉瑞致力于为罕见疾病患者的生活提供有意义的改善。我们与Vivet的合作伙伴关系,将扩大辉瑞与科学界的合作,并加速拓展我们领先的AAV基因疗法组合。”

Vivet联合创始人兼首席执行官Jean-Phillippe Combal博士说:“Vivet欢迎辉瑞作为股东和合作伙伴的加入,共同推进对遗传性肝病疗法的研发。本次的投资体现了Vivet的创新基因治疗方法的明确价值。”(生物谷Bioon.com)

 

诺华买入阿斯利康前工厂 为其全球首款SMA基因疗法上市做准备

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诺华买入阿斯利康前工厂 为其全球首款SMA基因疗法上市做准备

 

诺华公司在基因治疗方面有很大的发展计划,2018年4月,其宣布以87亿美元现金收购美国基因治疗公司AveXis,目前AveXis正在建立一个工业制造网络,帮助诺华实现其在基因疗法方面的目标。本周一(4月1日)AveXis宣布,购买了位于科罗拉多州的前阿斯利康工厂,这也使其拥有的生产基地数量增加为4个。

AveXis收购了位于科罗拉多州朗蒙特的6栋前阿斯利康的工厂,该园区拥有近700,000平方英尺的生物制药空间以及办公室、实验室、仓储和公用设施。一位Avexis发言人日前在一封电子邮件中证实,该设施其实是阿斯利康在2019年1月份关闭的场所,但交易的具体条款没有披露。此次收购阿斯利康的工厂将大约为150名员工提供工作岗位,并在不久的将来增加更多的工作机会。

新工厂的启用目的包括为基因治疗扩展、制造和测试以及招聘人员提供设施。AveXis表示,迅速扩张的目的是帮助推出Zolgensma[AVXS-101,一款针对1型脊髓性肌萎缩症(SMA)的研究基因疗法],以及其正在开发的其他基因疗法。在1期临床试验START中,15名1型SMA患者接受了Zolgensma的治疗。在24个月的随访时,所有患者都仍然生存,且不需要永久的呼吸机协助呼吸。92%接受治疗剂量Zolgensma的患者能够在不接受协助的情况下,自主维持坐姿超过5秒。这是1型SMA患者从未达到的里程碑,因此Zolgensma的申请已于2018年12月被FDA获准接受,并授予突破性治疗指定和优先审查,监管决定预计将在2019年5月公布。

由于预计FDA将批准Zolgensma,AveXis已迅速为扩大生产做了准备。公司总裁Dave Lennon表示,“到2019年底,AveXis将创造1000多个高科技生物制剂制造工作岗位,以帮助其提供基因疗法的生产。”Zolgensma疗法只需治疗一次,总价格在400-500万美元之间。尽管这项一次性治疗成本高达数百万美元,但总部位于波士顿的非营利性组织将Zolgensma视为比市场上唯一的SMA治疗方法渤健Spinraza更具成本效益的疗法,因为Spinraza需要每年治疗一次,且每年价格为375,000美元。

诺华收购AveXis,被外界视为该公司新执行长Vasant Narasimhan在2月初上台后的第一次豪赌,“要加强公司的药品研发能力,把振兴业务的希望重押在基因疗法的新药上。”此次收购使其成为AAV基因治疗的主要参与者,尤其是新药AVXS-101有可能成为首款一次性治疗SMA的基因替代疗法用药。Narasimhan看好这新药未来有数十亿美元的潜在销售额,并且诺华已在癌症领域以基因疗法来研发新药,因此收购AveXis,被视为其进一步支持基因疗法。

此外,诺华也在CAR-T疗法中占有一席之地。2017年,诺华公司成为第一家在全球范围内获得细胞疗法批准的制药商。CAR-T和基因疗法是生物技术领域最有前途的两个领域。但新药也带来了新的棘手问题,那就是细胞疗法的制造方法,Kymriah的推出一度也受到了制造的影响。所以,诺华此次要为其基因疗法提前做好准备。

AveXis总裁Dave Lennon表示,“AveXis的成功不仅需要医学上的突破,还需要研发和制造方面的创新。随着我们在美国的第四个工厂的开业,我们将在2019年底之前创造1000多个高科技生物制剂工作岗位。”该公司在伊利诺伊州拥有一个现有的生产基地,并正在扩建其在圣地亚哥的生产基地。2018年AveXis宣布计划在北卡罗来纳州达勒姆建立一个新工厂,几周前,该公司计划将该工厂的规模扩大一倍以上,达到400名员工,投资额约为1.15亿美元。(生物谷Bioon.com)

 

Science:新的ALS基因表达图谱为疾病进展提供了前所未有的细节

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2019年4月15日讯/生物谷BIOON/—在一项新的研究中,来自美国纽约基因组中心、布罗德研究所、哥伦比亚大学、斯坦福大学、纽约大学、弗莱提荣研究所(Flatiron Institute)和瑞典皇家理工学院的研究人员利用新技术绘制出脊髓样本的基因表达图谱,这就为肌肉侧索硬化症(ALS,也称渐冻人症)患者的疾病发生和进展机制提供了新的见解。他们将空间转录组学(spatial transcriptomics)和一种新的计算方法结合在一起,获得脊髓中将近1.2万个基因在时间和空间上的基因表达测量值。结果就是产生一种新的多维基因表达图谱。这种基因表达图谱提供了史无前例的细节和规模,并且提供了一个以前无法获得的关于ALS疾病进展的观点。相关研究结果发表在2019年4月5日的Science期刊上,论文标题为“Spatiotemporal dynamics of molecular pathology in amyotrophic lateral sclerosis”。论文通讯作者为纽约基因组中心的Hemali Phatnani博士、纽约大学的Richard Bonneau教授和瑞典皇家理工学院的Joakim Lundeberg博士。

Science:新的ALS基因表达图谱为疾病进展提供了前所未有的细节
图片来自S. Maniatis et al./Science 2019。

这些研究人员描述了这种时空基因表达图谱如何揭示利用传统测序方法无法观察到的ALS疾病的早期变化。他们还开发出新的计算方法来揭示疾病驱动的中枢神经系统中所有细胞类型的许多信号通路的活性变化,这可能为开发治疗方法和诊断方法提供新的靶标。

与以往的转录组分析研究相比,这项研究的独特之处在于这些研究人员使用的空间转录组学方法,它能够同时在组织切片的许多位置产生RNAseq图谱。因此,他们能够精确地记录组织中几乎每个基因的表达位置。基于此,他们就能够精确记录组织中几乎每个基因的表达位置。他们在ALS小鼠模型中检测了疾病发展的四个时间点,从成年最早期到末期。此外,他们还对ALS患者死后的脊髓样本进行了检测。

在这项新的研究中,这些研究人员收集来自1165个小鼠组织切片的76136个空间基因表达测量值(spatial gene expression measurement, SGEM)和来自80个人类组织切片的61031个SGEM(对于背景而言,下一个最大可比空间分辨率转录组学研究在同一时间点仅考虑了大约12个组织切片)。通过将来自很多组织切片的数据结合在一起,他们能够在待检测的组织区域同时检测将近1.2万个基因的表达。这是首次使用这种空间分辨率方法在这种深度和规模上研究ALS。

Phatnani博士解释道,“空间转录组学分析让我们首次能够在自然的多细胞环境下获得对单个细胞类型中基因表达的重要见解。它能够对细胞间相互作用进行前所未有的研究,这样我们就能够研究和探索ALS中出现问题的特定通路、哪些细胞类型遭受的功能障碍首先在哪里出现,以及这如何通过脊髓进行传播。”

这些研究人员通过交互式数据探索门户网站将这种多维基因表达图谱作为研究界的资源加以提供。他们认为这项研究可为进一步绘制中枢神经系统及其功能障碍模式提供框架,从而不仅有助研究ALS,而且还可有助研究其他的神经退行性疾病,如阿尔茨海默病、帕金森病和亨廷顿舞蹈病。

从这个全面的、时空的、全转录组范围的基因表达数据集中不断获得的新见解将对推进对ALS的理解至关重要。ALS是一种复杂的神经退行性疾病,没有明确的病因或已知的治愈方法。全世界有20多万人患有ALS,这种疾病通常首先出现在单个肢体的远端肌肉中,然后遍布全身,导致完全瘫痪和死亡。ALS患者的平均预期寿命从确诊时起大约为2~5年。(生物谷 Bioon.com)

参考资料:


Silas Maniatis et al. Spatiotemporal dynamics of molecular pathology in amyotrophic lateral sclerosis. Science, 2019, doi:10.1126/science.aav9776.

翻案了?当年满城风雨的韩春雨NgAgo基因编辑技术或许真地有效

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2019年4月25日讯/生物谷BIOON/—想必大家对国内的韩春雨团队的NgAgo基因编辑事件印象深刻吧。这个事件基本上宣判了NgAgo基因编辑系统的死刑。然而,近期的一个新闻报道指出NgAgo基因编辑系统真地存在,而且在可持续生产、疾病治疗和作物培育方面具有应用价值。有网友将这个报道形容为“翻案了”。至于是不是真地翻案,按下不表,我们先简单回顾了NgAgo基因编辑事件的来龙去脉。

2018年8月31日,河北科技大学发布了《学校公布韩春雨团队撤稿论文的调查和处理结果》,认为撤稿论文已不再具备重新发表的基础,未发现韩春雨团队有主观造假情况。为此,这个持续两年多的韩春雨论文事件最终落下帷幕。

2018年9月1日,韩春雨就河北科技大学公布撤稿论文调查处理结果表示接受,并且表示在国际前沿的基因编辑技术研究领域,存在许多不可预知的问题。在经历了质疑、撤稿和调查之后,通过校内外同行专家的指导和进一步的实验验证,深刻地认识到,撤稿论文的实验设计存在缺陷、研究过程存在着不严谨的问题,论文的发表给国内外同行学者造成了误导和人力物力的浪费。论文发表后,面对媒体和同行的质疑,未能冷静理性对待,发表了一些不当言论,给社会公众带来了不必要的纷扰。对此,韩春雨表示了歉意,并对同行学者和社会的关注表达了感谢。

这一事件的起因是2016年5月2日,韩春雨作为通讯作者在《自然-生物技术(Nature Biotechnology)》(简称NBT)期刊发表了标题为“DNA-guided genome editing using the Natronobacterium gregoryi Argonaute”的论文。

在这篇论文中,来自中国河北科技大学和浙江大学医学院的研究人员发现类似于Cas9,来自Argonaute蛋白家族的核酸内切酶也利用寡核苷酸作为向导降解入侵的基因组。具体而言,他们发现来自格氏嗜盐碱杆菌(Natronobacterium gregoryi)的一种Argonaute蛋白(NgAgo)作为一种核酸内切酶,在向导DNA(guide DNA, gDNA)的引导下,能够在人细胞中进行基因组编辑。

更重要的是,这种NgAgo-gDNA系统设计方便,gDNA可直接转染细胞,而无需构建专门的gDNA表达载体;NgAgo可编辑基因组内任何位点,而Cas9的基因组靶点必须位于PAM序列的上游,而且不能富含G+C;所使用的gDNA是DNA而非RNA,不会像RNA那样容易形成二级结构而导致失效或脱靶效应;对游离于细胞核的DNA具有更高的切割效率。由此可知,相比较于Cas9-sgRNA,NgAgo-gDNA具有更大的优势,规避了令人头痛的脱靶效应,其应用前景是不言而喻的。更难能可贵的是,在Cas9-sgRNA成为全世界各大实验室争相使用的香饽饽时,这项研究发现的新基因编辑系统具有如此巨大的优势,向它发出有力的挑战,也难怪会在国内引发一阵热潮。

但是,在接下来的2年多的时间里,来自国内外的科学家们纷纷指出无法重复韩春雨NgAgo系统的基因编辑结果。最终,这篇论文被撤回了。

然而,近期的一项新闻报道有可能在基因编辑领域引起新的涟漪。

基因编辑一直是一种备受追捧和争议的技术。2019年3月,世界卫生组织(WHO)的一个下属机构要求国际登记处跟踪编辑人类基因组的所有研究。

美国普渡大学的研究人员开发出一种新技术,这可能改变未来基因编辑的方式。他们在2019年4月4日在奥兰多市举行的美国化学学会全国会议(National Meeting of the American Chemical Society)上介绍了他们的研究成果。

翻案了?当年满城风雨的韩春雨NgAgo基因编辑技术或许真地有效
普渡大学的研究人员开发了一种新技术,可以改变基因编辑的方式。NgAgo经编程后在向导DNA(红色)的引导下切割特定区域的DNA(紫色),从而精确的基因修改,图片来自Kevin Solomon/Purdue University。

CRISPR-Cas9技术是目前应用最广泛的基因编辑技术之一。这种方法需要特定的功能性序列或基序来限制修改。

普渡大学农业与生物工程助理教授Kevin Solomon说,“CRISPR经编程后切割特定区域的DNA,在有机体中实现精确编辑,从而增加可持续生产,治疗疾病甚至培育出更好的作物。但是,它需要某种功能性的序列来将修饰限制在某些区域。”

人体中的许多疾病,包括几种类型的癌症,都是由基因组中特定位点发生的突变引起的。Solomon领导的一个研究团队开发出一种方法,该方法使用来自格氏嗜盐碱杆菌(Natronobacterium gregoryi)的蛋白Argonaute(NgAgo),并提供作为向导的DNA以便能够在基因组的任何位置进行修饰,这就为潜在地改进可持续生产、疾病治疗、药物发现和作物培育提供新的选择。

负责这个研究项目的硕士研究生Michael Mechikoff说道,“尽管还有很多研究工作要做,但我们已证实,这种分子剪刀能够编辑当前技术无法编辑的DNA区域。”

在Solomon实验室开展这项研究的博士生Kok Zhi Lee说,“我最好的朋友之一在几年前死于一种由遗传变异导致的癌症。我一直梦想着为我的朋友设计一个不同的场景—生活在一个基因工程是校正遗传疾病的一种常规和安全的选择的时代。凭借我们的技术潜力,我预计在未来遗传病将成为人类的历史。”

Solomon团队与普渡大学研究基金会技术商业化办公室合作,提交了这种技术的发明专利申请。他们正在寻找合作伙伴和其他有兴趣开发和许可它的人。(生物谷 Bioon.com)

参考资料:


New protein for gene editing may improve disease treatment, sustainable manufacturing

韩春雨NgAgo基因编辑论文不存在主观造假,持续两年多的事件就此落幕?

物理学终结?以及新的基因编辑工具NgAgo争论

Nat Biotechnol:我国科学家开发出比Cas9/sgRNA更优的基因编辑系统

中外科学家合作测定首例古代大熊猫全基因组

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中外科学家合作测定首例古代大熊猫全基因组

中国地质大学(武汉)生物地质与环境地质国家重点实验室教授赖旭龙研究组,与德国波兹坦大学、云南省文物考古研究所等机构的研究人员合作,成功测定了首例古代大熊猫全基因组。相关研究成果5月9日于《当代生物学》在线发表。

野生大熊猫的栖息地从古至今急剧退缩,在北起我国周口店、南至华南大部乃至越南、缅甸的东南亚广阔区域留下诸多化石记录。首例大熊猫古基因组研究样品系在我国云南腾冲江东山发现的全新世大熊猫个体,放射性碳同位素测年结果显示该个体生存年代为距今5000年左右,是迄今发现的该地区最晚的大熊猫化石记录。

研究人员运用古DNA实验方法和新一代测序技术,得到了1.2倍覆盖度的大熊猫全基因组。对该基因组的分析发现,该全新世大熊猫样品代表一个与现生大熊猫不同、现已绝灭的大熊猫遗传谱系;该谱系与现生大熊猫共同祖先种群的分化,早于现生大熊猫三个不同地理种群的形成,且与现生大熊猫的祖先种群存在基因交流,使得该绝灭谱系的部分基因在现生大熊猫基因库中幸存。

对于物种保护而言,除了种群大小这一参数,物种的遗传多样性是影响其演化存亡的另一个关键因素。本研究确定大熊猫在演化过程中丧失了特定的遗传谱系,付出过遗传多样性降低的代价;绝灭遗传谱系中通过种群杂交渗透到现生大熊猫基因库中的少量基因,可能有助于大熊猫在将来的演化过程中更好地适应不断变化的环境。(生物谷Bioon.com)

JNeurosci:自闭症基因与老鼠的大脑和行为缺陷有关

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2019年5月23日讯 /生物谷BIOON /——发表在《JNeurosci》上的一项研究发现,缺乏Shank3基因的老鼠在前额皮质显示出结构和功能缺陷。这项研究增进了我们对自闭症谱系障碍最常见的遗传风险因素之一的理解。
Shank3突变在患有自闭症和相关发育障碍的人群中很常见。先前的动物研究表明,Shank3和基底神经节功能障碍之间存在关联,这可能导致自闭症的重复性行为特征。在人类中,Shank3突变也与智力和语言障碍有关。
JNeurosci:自闭症基因与老鼠的大脑和行为缺陷有关
图片来源: JNeurosci
Marco Pagani、Alessandro Gozzi和他们的同事在成年雄性小鼠身上使用磁共振成像技术,发现缺乏Shank3的动物的前额皮质连接性和灰质体积减少。
研究人员报告说,这些大脑差异与雌鼠的社交活动受损密切相关。
这些发现证实了Shank3在维持前额皮质连接方面的作用,这可能会增加自闭症风险。(生物谷Bioon.com)
参考资料:

Alessandro Gozzi eT al. DeleTion of AuTism Risk Gene Shank3 DisrupTs PrefronTal ConnecTiviTy, JNeurosci (2019). DOI: 10.1523/JNEUROSCI.2529-18.2019

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