基因新闻 第121页

中科院遗传与发育生物学研究所联合中国科技大学、江苏省农业科学院种质资源与生物技术所、北京贝瑞和康生物技术有限公司等，对中国国审大豆品种“中黄13”（Gmax_ZH13）的基因组进行从头组装，最终得到1.025 Gb的基因组序列，包含20条染色体和1条叶绿体。相关成果近日以封面文章形式在线发表于《科学中国—生命科学》。

大豆起源于中国，古称“菽”，约在5000年前由其野生种驯化而来，随后广泛传播于世界各地。大豆在引种和改良过程中产生了遗传瓶颈效应，使来自不同主产区的大豆品种间具有显着的遗传变异。目前广泛采用的大豆参考基因组来源于美国品种“Williams 82”。该单一品种的基因组并不能完全代表所有大豆的遗传变异，特别是和美国地理距离遥远具有明显遗传变异的亚洲品种。此外，功能研究发现该基因组存在多处组装错误，影响了功能基因的定位挖掘。

合作团队综合运用单分子实时测序、单分子光学图谱和高通量染色体构象捕获技术，分析得出“中黄13”基因组Contig N50为3.46 Mb，Scaffold N50为51.87 Mb，是目前连续性最好的植物基因组之一。进一步分析，Gmax_ZH13和Williams 82基因组之间存在着大量的遗传变异，包括1404个易位事件、161个倒位事件、1233个倒位易位事件，以及在Gmax_ZH13中出现的505506个小插入/缺失和17409个大插入/缺失。

该研究整合大量转录组数据为Gmax_ZH13基因注释基因构建了一个完整的基因共表达网络，得到26个可能控制大豆开花时间的基因，并利用自然群体遗传变异和表型差异的关联对其中部分基因进行验证，为重要农艺性状基因的挖掘提供了新思路。Gmax_ZH13基因组的发表为大豆基础研究提供了重要资源，为国产优异大豆品种的培育奠定了基础。(生物谷Bioon.com）

梅奥诊所（Mayo Clinics）的Fergus Couch博士领导的团队近日确认了多个与三阴性乳腺癌发病率相关的基因，该结果发表在近期《Journal of the National Cancer Institute》杂志上。这一研究为更好地进行乳腺癌的风险管理提供了基础。

三阴性乳腺癌是指乳腺癌细胞的雌激素受体（ER-），孕酮受体（PR-）和人类表皮生长因子受体2（HER2-）检测均为阴性的一类乳腺癌。三阴性乳腺癌是一种侵袭性癌症，约占高加索人群乳腺癌的15％，非裔美国人群乳腺癌的35％。上述阴性结果意味着三阴性乳腺癌对激素疗法或靶向HER2受体的疗法没有反应，导致其复发风险高、五年存活率低。

种系基因检测可以通过检测与某些癌症的风险相关的特定基因变异（通常遗传自父母），从而识别乳腺癌风险较高的女性。然而，由于此前仅有BRCA1基因的遗传突变被确认与这种乳腺癌亚型有关，识别三阴性乳腺癌风险升高的女性非常困难。

Fergus Couch博士的团队利用多基因检测技术（Multigene panel testing，可同时检测患者的多个基因）对两项研究中的10，901名三阴性乳腺癌患者进行了基因检测。一项研究在8753名患者中测试了21种基因，另一项研究在剩余的2148名患者中测试了17种基因。

在所测试的基因中，研究人员发现BARD1，BRCA1，BRCA2，PALB2和RAD51D基因的变异与三阴性乳腺癌的高风险相关（比值比> 5.0），并且与高加索人群中的总乳腺癌终身风险超过20%相关。研究人员在非洲裔美国人中观察到了类似的趋势。此外，文章还发现BRIP1和RAD51C基因变异与三阴性乳腺癌的中度风险（比值比> 2）相关。

Couch博士说：“这项研究首次确定哪些基因与三阴性乳腺癌的高终身风险相关。虽然之前的研究发现BARD1，BRIP1，PALB2和RAD51C的基因变异在三阴性乳腺癌患者中比在其他乳腺癌亚型患者中更常见，但我们的研究更详细地显示了这一点，并确定了与三阴性乳腺癌之间存在特异性、强关联的新易感基因：RAD51D和BARD1。”

Couch博士认为该研究的结果有助于扩展现有的基因检测，以识别有三阴性乳腺癌风险的女性，并辅助制定更好的预防策略。这一新发现也可能引发对国家综合癌症筛查指南的修订，该指南目前仅在患者有乳腺癌家族史或在60岁之前发现患有乳腺癌时才建议进行BRCA检测。(生物谷Bioon.com）

小编推荐会议   2018肿瘤进化与肿瘤异质性研讨会

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8月31日，西安交通大学叶凯青年科学家工作室团队、英国约克大学Ian Graham院士团队、英国Sanger研究所宁泽民研究员合作的学术论文在美国最新一期的《科学》（Science）杂志发表，该论文在国际上首次公布鸦片罂粟的高质量全基因组序列，揭示其进化历史上主要加倍和重排事件，阐明吗啡类生物碱、合成基因簇的进化历史，为进一步开发鸦片罂粟药用价值和揭示罂粟科乃至早期双子叶植物进化历史奠定了重要基础。

其中，叶凯青年科学家工作室郭立副教授与杨晓飞讲师为文章共同第一作者，叶凯教授为共同通讯作者，西安交通大学为第一作者单位。据了解，该研究成果文章从接收到在线发表仅时隔8天。

人们都知道，罂粟常被称之为“恶之花”，外表虽明艳动人，却能滋生瘾患。另一方面，它是缓解人类疾病痛苦的良药。目前，考古发现在新石器时代阿尔卑斯山脚下的洞穴中就有罂粟使用痕迹，而传入中国是在唐朝期间经由大食进贡所致。

据叶凯介绍，破解罂粟基因组是当今科学界亟待破解的世界难题。这是由于罂粟的基因组存在大量（约70%）的重复序列，且经历了多次大规模的结构变异，使得解析该基因组异常困难。

为此，叶凯团队以英国本土罂粟植物为对象，利用多种前沿基因组测序技术、复杂数学模型、深度挖掘及分析方法成功破译罂粟基因组并揭示其进化历史，首次在国际上完成了罂粟全基因组测序及高质量组装分析。

罂粟基因组特征及主要进化事件

研究显示，罂粟基因组在距今780万年发生了一次全基因组加倍事件，在距今至少1.1亿年发生基因组片段加倍事件。此外，首次发现罂粟合成止咳那可丁和镇痛吗啡类生物碱的15个基因在11号染色体上形成超级基因簇，该基因簇在根、茎部特异表达且共表达。

正是由于罂粟在进化过程中由于经历基因组加倍事件和多次基因片段扩增、丢失、融合和重排等，造成了两种代谢通路基因的聚集和共表达，形成了超级基因簇，从而能够协同高效合成新的次生代谢物，而罂粟中最具药效的吗啡类生物碱和那可丁成分均属于罂粟的次生代谢产物。

据相关医学医药专家表示，此次叶凯团队公布罂粟全基因组序列，破译罂粟中合成次生代谢产物的奥秘，不仅对开发分子植物育种工具，培育新品种大有裨益，更对工业合成中选择性提高具有不同药效的生物碱产量具有重大指导意义。

“我们团队的研究宗旨与定位即，让植物满足医疗所需，使物种造福于人类。”叶凯如此言道。

据介绍，叶凯团队的罂粟基因组项目研究历时两年多，从2015年底开始筹划设计，2017年6月拿到所有数据，到2018年2月正式完稿，团队采集数据后仅用8个月的时间就高效地完成了这项极具难度与挑战的研究分析过程。叶凯团队快速成功的秘诀在于充分利用国际化科研合作。

多年来，西安交大积极实行开放包容的人才政策，通过一系列引进和培养计划，为青年教师搭建成长的完整阶梯。2016年初，在海外学习工作十二载的叶凯毅然选择回到祖国，西安交通大学也成立了叶凯教授领衔的第一个青年科学家工作室。

叶凯青年科学家工作室组建后，在学校双一流学科建设项目的支持下，以“精准医疗”、“中医药”国家战略发展规划为指引，积极组建跨学科研究团队，开展生物信息学和基因组学的前沿交叉研究，基于大数据处理和模式识别的最新理论，研究包括药用植物基因组和精准医疗大数据处理的系统化方法，在国际国内基因组项目应用，取得了一系列国际领先的成果。(生物谷Bioon.com）

2018年8月29日，赛默飞世尔科技（以下简称赛默飞）全球临床测序部总裁Joydeep Goswami先生、全球临床测序产品管理总监Peter Vuong先生等一行到访泛生子北京总部，与泛生子管理层就基因测序领域战略合作进行深入讨论并达成众多共识。

作为国内癌症精准医疗领域头部企业，泛生子与全球科学服务领域的世界领导者赛默飞一直保持着密切合作关系，自2016年4月签订战略合作协议开始，双方高层进行了四次会谈，合作的广度和深度持续拓展中。

图：赛默飞全球临床测序部总裁Joydeep Goswami先生和泛生子首席执行官王思振先生

近期，泛生子完成了赛默飞Ion Genestudio™ S5 Plus 平台的引进，为泛生子进一步扩大基因测序能力带来新的突破。此外，泛生子也已根据临床需求，在Ion Genestudio™S5 Plus 平台上开展配套试剂盒的研发、注册等工作，届时将推出一系列针对不同癌种的临床诊断产品。Joydeep先生表示，赛默飞与泛生子的合作由来已久，泛生子在基因测序平台的布局深具前瞻性。泛生子首席执行官王思振表示，此次Ion Genestudio™ S5 Plus 平台的引进，将进一步深化双方的合作，泛生子将基于新平台推出高质量、高覆盖度的基因测序服务和产品，致力于为中国癌症患者提供更优的精准诊疗方案。

Ion Genestudio™ S5 Plus 是2018年赛默飞推出的高通量桌面型二代测序仪，可实现最长600bp读长和极高的动态范围，同时可完成靶向测序、小基因组、外显子组以及转录组的测序工作。Ion Genestudio™ S5 Plus是所有二代测序仪中运行时间最短的仪器之一，从样本到突变检测结果仅需两个工作日 ；具有较简单的靶向测序工作流程 ，从样本加入到完成数据分析所需的手动操作时间不超过45分钟。Ion Genestudio™ S5 Plus拥有高度可扩展的通量， 可扩展的5种芯片可实现灵活测序，提供从2-130 million reads的宽范围通量选择 。其较低的测序偏差使覆盖度高度均一，突变检测更准确。泛生子产品线引进 Ion Genestudio™ S5 Plus，检测结果将更精准，配合泛生子的生信技术，为医疗机构及患者提供更“落地”的整体解决方案。

图：注册申报中的泛生子Ion Genestudio™ S5 Plus基因测序平台

泛生子的商业模式覆盖癌症全周期的管理，借助于基因检测能力的深入，帮助医疗专家及科研机构服务于患者和用户。目前泛生子和全国多家临床医院和科研机构达成合作，同时布局产业上下游。与赛默飞的长期战略合作是泛生子与上游全球知名技术公司的强强联手。

双方自去年11月会面后，泛生子积极推进开展达成的共识。泛生子基于赛默飞技术平台开发的3D Genetron 生物芯片阅读仪已经通过重庆食品药品监督管理总局批准予以上市(注册号：渝械注准201724001360)，并已被国内多家医院、科研机构采购并应用，已经覆盖全国主要地区和城市。与此同时，泛生子研发的适用于肺癌的多基因检测试剂盒及其他与该仪器配套使用的试剂盒也正在注册申报。仪器及试剂盒的联合推出将成为行业引擎带领基因检测产业走向成熟。

在竞争日趋白热化的基因检测领域，能否快速落实科研临床转化决定了基因检测公司的未来。泛生子与赛默飞的长期战略合作，包括双方在科研研发的长期投入。来自赛默飞美国的专家将与泛生子的专家紧密合作，建立标准化平台，研发全新的检测产品，尤其是针对中国最大的癌种肺癌，实现科研临床快速转化。Joydeep先生表示未来双方将在科研基地建设及人才培训等方面更深入的合作。

癌症精准医疗市场潜力巨大，泛生子在发展的长远规划上，市场布局是重要一环，泛生子目前已成立覆盖中国华北、华南、华东、西南等多地的销售中心。在与赛默飞今后的战略合作中，双方达成共识，利用各自优势继续推进市场的拓展，渗透更多医疗及科研机构。
 
基因检测领域发展飞速，此次双方高层会晤加速了泛生子在癌症精准医疗领域上下游资源整合，赛默飞强大的平台技术与泛生子卓越的科研能力深度融合，积极推动产学研相结合，快速促进科研临床转化，帮助临床诊疗更加精准。

双方合影

2018年9月23日/生物谷BIOON/—基因组编辑技术CRISPR/Cas9被《科学》杂志列为2013年年度十大科技进展之一，受到人们的高度重视。CRISPR是规律间隔性成簇短回文重复序列的简称，Cas是CRISPR相关蛋白的简称。CRISPR/Cas最初是在细菌体内发现的，是细菌用来识别和摧毁抗噬菌体和其他病原体入侵的防御系统。

在CRISPR/Cas9系统中，酶Cas9在DNA靶位点上进行切割，其中这种靶位点是这样确定的：一种被称作CRISPR RNA（crRNA）的RNA分子利用它的一部分序列与另一种被称作tracrRNA的RNA分子通过碱基配对结合在一起，形成嵌合RNA（tracrRNA/crRNA），然后，借助crRNA的另一部分序列与靶DNA位点进行碱基配对，以这种方式，这种嵌合RNA就能够引导Cas9结合到这个靶位点上并进行切割。在实际应用时，人们可以将tracrRNA和crRNA作为两种向导RNA（gRNA）或者融合在一起形成单向导RNA（single guide RNA, sgRNA），并被用来引导酶Cas9结合到靶DNA序列上并进行切割，其中Cas9与sgRNA一起被称作Cas9-sgRNA系统。

此外，CRISPR/Cas9系统靶向识别和切割与前间隔序列邻近基序（protospacer adjacent motif, PAM）相邻的特定DNA位点。作为一种最为频繁用于基因组编辑的Cas9酶，来自酿脓链球菌（Streptococcus pyogenes）的Cas9（SpCas9）仅识别作为PAM的NGG序列（简称NGG PAM，其中N代表任何一种碱基），这就限制了基因组中能够被靶向的区域。

在一项新的研究中，为了解决这个限制，来自日本东京大学、庆应义塾大学、大阪大学和美国布罗德研究所、麦戈文脑研究所和麻省理工学院的研究人员构建出一种合理设计的SpCas9变异体（SpCas9-NG），它能够识别NG而不是NGG。这种SpCas9-NG变异体增加了基因组中的靶向范围，但是具有与野生型SpCas9类似的特异性。晶体结构揭示出与第三个碱基之间的碱基特异性相互作用的丧失得到新引人的非碱基特异性相互作用的补偿，从而能够识别作为PAM 的NG序列（NG PAM）。

这些研究人员进一步证实在人细胞中，这种SpCas9-NG变异体在携带着NG PAM的内源性靶位点中诱导碱基插入或删除（insertion or deletion, indel）。

最后，这些研究人员还发现将这种SpCas9-NG变异体与活化诱导的胞苷脱氨酶（activation-induced cytidine deaminase, AID）融合在一起能够调节人细胞中携带着NG PAM的靶位点上的C→T转化，即由碱基胞嘧啶（C）转化为碱基胸腺嘧啶（T）。

综上所述，SpCas9-NG是CRISPR/Cas9基因组工程工具箱的有力补充，可用于从基础研究到临床治疗的一系列应用中。（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Hiroshi Nishimasu, Xi Shi, Soh Ishiguro et al. Engineered CRISPR-Cas9 nuclease with expanded targeting space. Science, 21 Sep 2018, 361(6408):1259-1262, doi:10.1126/science.aas9129.

2018年10月5日/生物谷BIOON/—多能性的胚胎干细胞形成所有组织类型的分化潜力是由金标准的畸胎瘤（teratoma）形成方法确定的。畸胎瘤是一种良性肿瘤，由三个胚层（外胚层，中胚层和内胚层）和未加以组装的组织混合物组成。迄今为止，人们尚不清楚在细胞介导的再生医学中源自畸胎瘤的成纤维细胞（teratoma-derived fibroblast, TDF）是否可作为骨再生的干细胞来源。

在一项新的研究中，来自韩国高丽大学的研究人员从将人胚胎干细胞植入到免疫缺陷的小鼠体内产生的畸胎瘤中分离出成纤维细胞（即TDF）。这些分离出的TDF细胞能够分化为成骨细胞（osteoblast）。他们将编码骨形态发生蛋白2（BMP2）—一种有效的促进骨形成的生长因子—和单纯疱疹病毒胸苷激酶（HSV-tk）的基因导入到TDF细胞中，从而产生一种特定的功能性TDF细胞系（TDF BMP2/HSV-tk），这种细胞系在体内诱导骨再生。通过设计，在骨再生启动后，一旦接受更昔洛韦（GCV, 一种抗病毒药物）处理，这些TDF细胞由于存在HSV-tk/GCV基因标志物而发生凋亡，从而被清除掉。这提示着这个HSV-tk自杀基因可能调节干细胞疗法的副作用，包括不受控制的畸胎瘤和肿瘤形成。相关研究结果于2018年10月1日发表在Scientific Reports期刊上，论文标题为“Engineering functional BMP-2 expressing teratoma-derived fibroblasts for enhancing osteogenesis”。

之前的研究已报道了重新注射TDF细胞并不会在患有严重联合免疫缺陷（severe combined immunodeficiency, SCID）的小鼠中重新形成畸胎瘤，这就解决了在体内促进骨再生后TDF细胞群体中出现癌细胞样特征的问题。在这项新的研究中，这种功能性TDF细胞系在体外表现出增强的碱性磷酸酶（ALP）活性，增加的钙含量和成骨基因的mRNA上调表达，随后在体内动物模型中显著改善骨体积形成。这项研究揭示了一种安全的高效的用于骨再生治疗应用的技术。（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Yoon Young Go, Ji Yeon Mun, Sung-Won Chae et al. Engineering functional BMP-2 expressing teratoma-derived fibroblasts for enhancing osteogenesis. Scientific Reports, Published Online: 01 October 2018, doi:10.1038/s41598-018-32946-6.

今日，诸多科技媒体被一条突破性进展刷屏——来自中国科学院动物研究所的李伟课题组、周琪课题组、以及胡宝洋课题组联合发表的一项研究表明，利用干细胞技术与基因编辑技术，我们能造出双亲都是同一性别的小鼠！也就是说，这些小鼠要么有两名母亲，却没有父亲；要么有两名父亲，却没有母亲。

这项重磅研究，今日在线刊登在了《细胞》子刊《细胞-干细胞》上。

不需另一半也能繁衍后代？

男女结合才能生儿育女，这对于人类来说似乎是颠扑不破的真理。但倘若我们把目光投向整个动物界，就能发现“性别不同的两个个体”，并不是繁衍后代的必要条件。对于许多爬行动物、两栖动物、乃至鱼类来说，只靠自己，就能产下诸多后代。

举例来说，在2010年，科学家们发现一条雌性红尾蚺蛇（Boa constrictor）通过无性繁殖，生下了22条小蛇。后续的染色体分析确认，这些后代的诞生，的确没有依赖雄性的参与（雄蛇的染色体为ZZ型，雌蛇的染色体为ZW型，而无性繁殖产生的后代染色体均为罕见的WW型）。对此，科学家们除了大呼神奇之外，并不理解背后的生物学机理。

高等动物能无性繁殖吗？

既然爬行动物能够无性繁殖，哺乳动物能不能也做到呢？很遗憾，在自然条件下，这看起来是一个不可能完成的任务。其中的原因，在于一种叫做“基因组印记”（genomic imprinting）的现象。这是指由父亲或母亲提供的基因，有一些会被“关闭”，失去活性。只有来自父母双方的基因凑在一起，才能产生互补，让后代正常发育。

举个例子，人类中有一条叫做IGF2的基因，对于发育和生长起到了至关重要的作用。但有趣的是，只有来自父亲的IGF2基因才具有活性。尽管母亲提供的IGF2基因从DNA序列上看，可以和父亲的基因一模一样，但它们就是会被关闭，无法产生作用。同样的，也有一些基因只有靠母亲遗传，才能发挥功能。

这就解释了为啥自然环境中，哺乳动物的诞生需要父母双方的参与——如果只有父亲或母亲提供遗传物质，势必会有一些基因无法顺利表达，造成缺陷，影响胚胎发育。

“辉夜姬”的诞生

如果我们能改变“基因组印记”，让来自母亲的基因看起来和父亲的基因一样，不就能造出只有母亲，没有父亲的小鼠了吗？利用这个方法，一支日本团队在2004年率先取得了成功——他们造出的一只小鼠有两位母亲，却没有父亲。科学家们把这只小鼠命名为“辉夜姬”，这是日本神话中诞生于竹子的婴儿。这只小鼠顺利活到了成年，并和其他小鼠正常繁衍，产下了后代。

“但这只小鼠依旧存在一些缺陷，而且其方法难以应用，非常不实际。” 周琪研究员说道。

这的确是一个事实。为了“辉夜姬”的顺利诞生，日本团队一共制造出了460个小鼠胚胎，只有10只顺利出生，更只有1只活到了成年。显然，这项技术还有很大的提升空间。

中国科学家的突破

而这正是中国科学家的突破所在。这支团队发现，单倍体胚胎干细胞（haploid embryonic stem cells）带有更少的“基因组印记”。“我们发现单倍体胚胎干细胞更接近于原始生殖细胞，这是卵子和精子的前体，” 胡宝洋研究员说道：“在配子（卵子和精子）中发现的‘基因组印记’被‘抹除’了。”

在来自雌性小鼠的单倍体胚胎干细胞中，科学家们利用先进的基因编辑工具CRISPR-Cas9系统，额外移除了3个“基因组印记”的重灾区。这样一来，这些干细胞里的遗传物质，就能保持较好的基因表达活性。

随后，科学家们将这些干细胞的遗传物质注射到了处于M2期的卵母细胞中，诱导胚胎的发育与形成。用这种方法生出的小鼠，体内就带有两个母亲的遗传物质。研究人员们最终制造了210个胚胎，其中29只小鼠顺利诞生，不少顺利生长到了成年，并生下了自己的后代。可见，这项技术的成功比例要来得更高。

只有母亲，没有父亲的小鼠发育一切正常，自己也成功产下了后代（图片来源：Leyun Wang，中国科学院动物研究所）

如果说制造“只有母亲，没有父亲”的小鼠已经够复杂了，那制造“只有父亲，没有母亲”的小鼠则还要复杂……

利用类似的方法，科学家们在雄性小鼠的单倍体干细胞中，移除的“基因组印记”重灾区高达7处。随后，他们将这些遗传物质与另一只雄性小鼠的精子一块，注射到了一个没有细胞核的卵子中。随后，这个细胞会在代孕小鼠的体内发育成胚胎，生出新的小鼠，它们只带有两名父亲的遗传信息。

造出只有父亲，没有母亲的小鼠，可以说是一个突破（图片来源：Leyun Wang，中国科学院动物研究所）

这个方法要难多了。在477个胚胎中，只有12只小鼠成功诞生。其中，10只小鼠在出生2天后死亡。剩下的2只小鼠，也没有活到成年。后续研究发现，即便经历了如此多的基因编辑，依然有一些基因没有成功表达。这或许是“只有父亲，没有母亲”的小鼠为何早夭的原因。

总结

诸多生物学家指出，这项突破性的研究，再次证明“基因组印记”，正是阻碍哺乳动物单性繁殖的原因。而即便是大规模的基因组改造，都无法彻底消除这些印记。这也指明了科学未来的前进方向。

“这项研究揭示了各种可能性，”李伟研究员评论道：“我们看到只有两名母亲的小鼠，其缺陷能够被消除。我们也看到通过修饰‘基因组印记’，能克服只有两名父亲的生殖障碍。我们还揭示了阻碍小鼠单性繁殖的重要印记区域，这对于研究‘基因组印记’和动物克隆都有意义。”

需要注意的是，这项研究距离人体应用还远得很。暂且不提小鼠体系中的种种技术难关，即便我们能高效造出单性繁殖的小鼠，从小鼠到人类的转化，也依旧有着技术、伦理、以及法律上的挑战。这一切，需要科学家、生物伦理学家、以及法律专家共同解决。(生物谷Bioon.com）

小编推荐会议  2018（第十届）干细胞国际研讨会     

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本文中，小编整理了近期科学家们在癌基因研究方向上取得的重要成果，与大家一起学习！

【1】Nat Commun：突破！曾被认为的致癌基因实际上或是一种抑癌基因！

doi：10.1038/s41467-018-05429-5

近日，一项刊登在国际杂志Nature Communications上的研究报告中，来自西班牙国立癌症中心的科学家们通过研究发现，几十年来一直被认为是肿瘤启动子的基因PLK1，实际上发挥着完全相反的功能，即抑制癌症的发生；研究者表示，PLK1作为开发强大抗癌药物的靶点或许需要重新开始评估，而这取决于所治疗的癌症类型。

文章中，研究者发现，依据肿瘤亚型的不同，PLK1基因在乳腺癌中的表达或能帮助患者确定不同的预后状况；该基因对于肿瘤细胞的分裂和增殖非常重要，很多年来，研究人员一直知道，在各种各样的肿瘤类型中，PLK1基因都处于过表达状态，而且该基因过表达常与患者预后较差直接相关，基于这一原因，长期以来研究者一直将PLK1基因视为癌基因，即能促进癌症发生进展的基因，Plk1是一种治疗性的靶点，抑制该靶点的活性就能够诱导肿瘤细胞死亡，实际上，目前已有多种Plk1抑制剂进入到了前期的临床研究阶段。

【2】Nat Med：以全新视角分析古老癌基因 寻找克制多种癌症的新疗法

doi：10.1038/s41591-018-0022-x

KRAS是癌症发生过程中最常见的一种突变基因，同时也是被科学家们广泛研究的一种基因，在PubMed上搜索KRAS关键词可以得到9000多条搜索结果，大部分的研究都重点分析了该基因在突变状态下的致癌角色，但一种基因转变成为癌基因或许有多种方法。

近日，一项刊登在国际杂志Nature Medicine上的研究报告中，来自MIT博德研究所和哈佛大学的研究人员对致癌基因在正常状态下（野生型形式）的癌症进行了研究，这种基因会不断复制，就好像癌细胞会存在一百甚至更多的基因拷贝一样，研究者发现，这种肿瘤或许比我们认为的更要常见，而且他们也能够提出治疗这种癌症的独特方法。

【3】eLife：为何癌基因不能通过重复性测试？

doi：10.7554/eLife.32838

大约在10年前，几个实验室发现了一个被称作MELK的基因在许多癌细胞类型中过度表达或受到高度激活。这一发现已促使正在开展多项临床试验来测试抑制MELK的药物是否能够治疗患者所患的癌症。如今，在一项新的研究中，来自美国冷泉港实验室（CSHL）的研究人员报道MELK实际上并未参与癌症产生。相关研究结果于2018年2月8日在线发表在eLife期刊上。

在过去的几年里，Sheltzer和美国石溪大学学生Chris Giuliano和Ann Lin一直在对通过外科手术从肿瘤患者身上切除的肿瘤进行基因组分析。他们的目标是鉴定活性水平与患者较低的存活率相关的基因。这些研究人员随后计划利用一种被称作CRISPR的基因编辑技术每次一个基因地剔除来自不同癌细胞系的基因，以便观察它们是否能够杀死这些癌细胞。

这就涉及到MELK 。Sheltzer说，“与其他实验室一样，我们发现MELK往往在无法长期存活的患者中非常高地表达。

【4】Mol Cell Biol：SRC增加明星癌基因mRNA表达促进乳腺癌进展

doi：10.1128/MCB.00463-17

MYC基因对乳腺癌细胞的增殖和癌症进展都非常重要，在乳腺癌细胞内MYC的mRNA维持在很高水平，并且经常不依赖于基因扩增。众所周知MYC基因表达的产物能够在转录水平、转录后水平和翻译后水平得到多层次调控，但是乳腺癌细胞中MYC的mRNA究竟以何种机制维持高水平还不得而知。

在最近一项发表在国际学术期刊Molecular and Cellular Biology上的研究中，来自美国的研究人员发现呈雌激素受体（ER）阳性的乳腺癌细胞受到雌激素刺激会通过SRC依赖性的RNA结合蛋白△N-IMP1使MYC的mRNA得到稳定。

研究人员还发现在缺少雌激素刺激的情况下，肿瘤抑制因子p53的缺失会增加MYC 的mRNA水平。但是在携带野生型p53的细胞中，SRC仍然能够越过p53对细胞周期的抑制，在雌激素刺激下使细胞进入细胞周期。

【5】Nat Med：受癌基因影响的免疫环境调控了前列腺癌的恶化

doi：10.1038/nm.4463

癌症免疫疗法，即通过激活患者的免疫系统抵抗癌症，是如今癌症治疗领域革命性的突破。然而，临床试验结果表明只有一小部分患者对该疗法有阳性的结果，因此，不同类型癌症的差异性或许是免疫疗法广谱性不足的原因。

如今，来自BIDMC的研究者们发现前列腺癌的遗传差异决定了原发性前列腺肿瘤浸润组织中免疫细胞的组成。这些免疫细胞反过来能够影响肿瘤的发展以及治疗后的效果。相关结果发表在最近一期的《Nature Medicine》杂志上。研究结果表明，基于这一认识能够更好地会患者提供靶向性的治疗方法，从而提高癌症的治疗效果。

【6】Cancer Res：徐州医科大发现促进乳腺癌侵袭转移的新癌基因

doi：10.1158/0008-5472.CAN-17-0883

多聚嘧啶通道结合蛋白1（PTBP1)也被称为hnRNP1，属于广泛表达的核内不均一核糖体蛋白（hnRNP）家族。它的主要功能是结合靶基因的mRNA，调控其可变剪接或mRNA的稳定性。许多研究已经证明PTBP1异常表达与肿瘤的发生、发展密切相关。PTPB3是该家族中一个研究相对较少的成员。

最近在一项发表在国际学术期刊Cancer Research上的研究中，来自徐州医科大学的郑骏年教授等人发现PTBP3能够诱导乳腺肿瘤细胞发生上皮间充质转化，并促进肿瘤细胞的侵袭性生长和转移。PTBP3的表达上升与乳腺癌的淋巴结转移、组织学分级、TNM分期以及病人的5年不良生存率都存在显著相关性。

【7】Science：癌基因蓝图绘制成功，或能推动个体化医疗的进程

doi：10.1126/science.aan2507

在最近发表在《Science》杂志上的一篇文章中，研究者们绘制出了与主流癌症相关的病理学基因蓝图，展示了每个蛋白表达水平的差异究竟会对患者的生存期产生怎样的影响。这一蓝图的成功绘制将助力于精准医疗与个体化癌症治疗的发展。

这一蓝图是基于对8000名患者的17中主要癌症类型进行分析而得出的，此外还加入了患者的存活数据。利用超级计算机技术，总共能够对2.5PB的数据进行分析，并声称超过900000份存活图表，它们详细地描述了体内蛋白质以及RNA的表达差异与患者临床存活时间的关系。

【8】Cell：首次构建出人癌基因依赖图谱，有助鉴定出潜在新的治疗靶标

doi：10.1016/j.cell.2017.06.010

在一项新的研究中，来自美国哈佛大学-麻省理工学院布罗德研究所（以下称布罗德研究所）和达纳-法伯癌症研究所的研究人员构建出肿瘤细胞存活所依赖的基因的综合图谱。相关研究结果发表在2017年7月27日的Cell期刊上，论文标题为“Defining a Cancer Dependency Map”。

这个由布罗德研究所和达纳-法伯癌症研究所发起的项目旨发现肿瘤细胞存活和生长所依赖的基因。

英国伦敦癌症研究所药物发现专家Paul Workman教授（未参与这项研究）说，“这项重要的研究阐明了人癌细胞如何依赖于特定的基因。鉴定出的这些基因可能是发现新的靶向疗法的药物开发靶标。”

这项研究人员研究了代表着20多种癌症的500多种不同的人癌细胞系。这些癌细胞系是科学家们能够在实验室中持续培养的细胞，而且他们研究了关闭上千个基因的影响。

【9】Cell：癌基因“遗传平衡”或会影响患者对癌症疗法的反应

doi：10.1016/j.cell.2017.01.020

进行癌症疗法的选择越来越需要确定肿瘤细胞中是否含有一些特殊突变的癌基因会驱动癌细胞异常生长，并且确定是否癌细胞会对特殊药物耐受或敏感，近日来自加州大学旧金山分校的研究人员就通过研究发现，以常见的癌基因KRAS突变为例，患者对疗法的反应往往会随着肿瘤的不断进化而发生改变，相关研究刊登于国际杂志Cell上。

研究者指出，从肿瘤细胞基因组的DNA序列中鉴别出独特的异常表现或许能够帮助研究人员指导癌症疗法的决策，而癌基因KRAS“失衡”或许也会成为极具临床价值的遗传特点。文章中，当研究人员对能够产生多种不同白血病的小鼠进行研究时，他们鉴别出了一种特殊的“离群情况”，也就是说，在疗法之前这种癌症势头非常凶猛，其对MEK抑制剂靶向疗法的反应会持续下去，或者说是癌细胞会随着时间对药物产生耐受性，这些因素都会驱动研究人员探究特殊遗传改变和不同疗法反应之间的关联。

【10】Cell Rep：新发现！明星癌基因BRCA1可影响造血干细胞功能

doi：10.1016/j.celrep.2016.12.075

来自哈罗德-西蒙斯综合癌症中心的研究人员最近发现BRCA1基因对于造血干细胞存活有非常重要的作用，这可以帮助解释为何携带BRCA1基因突变的病人很少出现白血病风险增加的情况，携带突变的干细胞在有机会转化成血液癌症之前就已经死亡。

“类似BRCA1这样的基因发生遗传突变为何只会在乳腺和卵巢这样的特定组织中引起癌症而不会在所有组织中发挥促癌作用是癌症研究中的一个重要谜题。我们的数据表明一种’死亡或转化’的假设或许可以解释这种组织特异性。”Theodora Ross教授这样说道。（生物谷Bioon.com）

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近日，中国科学院深圳先进技术研究院博士周文华等在CRISPR等温扩增基因检测技术领域取得新进展。相关工作“A CRISPR-Cas9-triggered strand displacement amplification method for ultrasensitive DNA detection”（《一种应用于核酸超敏检测的CRISPR-Cas9链取代扩增技术》）发表于国际刊物《自然-通讯》（Nat. Commun. 2018， 9， 5012）。论文共同第一作者是周文华和研究助理胡丽，通讯作者是研究员喻学锋。

核酸分子检测已被广泛应用于精准医疗、食品安全检疫、公共安全监控等多个领域。尽管基于PCR（聚合酶链式反应）的核酸检测技术被广泛用于专业检测机构，但由于该技术操作复杂、仪器昂贵、以及涉及多重变温过程，并不适用于基层检测和家庭检测。为了克服PCR技术的缺点，一类不依赖变温的检测技术，即等温扩增检测技术得到广泛关注。然而，当前等温扩增技术在灵敏度、特异性和抗干扰度方面仍各自有着其内在缺陷，且成熟的等温扩增技术核心专利大多掌握在国外公司手中。因此，迫切需要开发出一种性能更优异，且具有完全自主知识产权的新的核酸等温扩增检测技术，以满足我国在核酸检测领域日益增长的需求。CRISPR/Cas9作为一种源自原核生物获得性免疫系统的基因定点编辑技术，自发现以来已吸引了大量科研关注和投资兴趣。然而，由于人体的复杂性和伦理方面的争议，基于CRISPR技术的临床基因治疗仍面临着诸多困难和挑战。另一方面，由于该技术操作简便、灵敏度高、抗干扰性强等优势，目前已开始在体外核酸分子的检测领域得到应用。但目前以CRISPR技术为基础的核酸检测手段仍依赖传统的PCR技术或等温扩增技术对靶分子进行扩增，其创新性和适用范围仍有待提高。

针对这些现状，喻学锋课题组创新性地提出利用CRISPR系统效应蛋白Cas9在与靶核酸分子结合过程中独特的构象变化，作为链取代等温扩增反应的开关，高效启动针对靶核酸分子的指数倍扩增（简称CRISDA技术）。相比于传统PCR和其他等温扩增技术，CRISDA技术有着诸多独特优势。第一，该技术灵敏度高。基于CRISPR技术良好的抗干扰性，该技术可在复杂背景条件下，对aM（10-18M）浓度的靶核酸分子进行高效扩增检测。第二，CRISDA技术特异性强。通过在机理上的特殊优化，该技术很好地规避了在传统CRISPR基因编辑技术中普遍存在的脱靶效应，可实现对极低浓度的靶核酸分子进行单核苷酸多态性（SNP）检测。第三，CRISDA技术普适性极强。在针对不同靶位点的检测反应中，所需的扩增引物设计简单、无需优化，可迅速实现对新位点的检测反应体系开发。除此之外，该技术检测过程完全等温，并且在从室温到42oC的范围内均保持良好的扩增检测效果，可充分满足在实际检测中对新靶点的检测需求。目前，课题组已利用该技术成功检测出人基因组中乳腺癌相关的单核苷酸位点突变，并在野生型大豆中成功检测出万分之三的转基因大豆。

同时，由于CRISDA技术所具有的独特优势和超越传统PCR技术的应用前景，以该技术为背景的“基于CRISPR-Cas系统的核酸高敏快速等温检测技术”项目在中科院首届“率先杯”未来技术创新大赛中，从数百个项目中脱颖而出，获得最终优胜奖，并已吸引了多家投资机构前来洽谈产业化事宜。目前，课题组正将该技术应用于突发或新型传染病的检测，如新型流感、非洲猪瘟等，并正积极开发相关检测试剂盒。(生物谷Bioon.com）

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