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Nat Commu:从基因表达和代谢组学层次揭示疫苗引发免疫反应差异的原因

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2019年8月17日讯 /生物谷BIOON /——沃尔特·里德陆军研究所(Walter Reed Army Institute of Research,WRAIR)领导的一个研究小组利用单细胞RNA测序和代谢谱技术,对疫苗诱导的T细胞免疫机制有了新的认识。尽管有许多疫苗可以诱导和扩增T细胞(机体适应性免疫系统的关键部分),但在决定T细胞反应的大小、多样性和持久性方面,科学家们对其中的细节还不清楚。
这项发表在《Nature Communications》杂志上的研究由WRAIR病毒疾病分部与罗德岛大学(University of Rhode Island)免疫和信息学研究所(Institute for Immunology and Informatics)的细胞和分子生物学部门合作完成。它利用了TAK-003的一期临床试验样本,TAK-003是一种登革热四价减毒活疫苗。
Nat Commu:从基因表达和代谢组学层次揭示疫苗引发免疫反应差异的原因
图片来源:Nature Communications
登革热病毒有四种不同的血清型,每年在世界各地感染多达2.8亿至5亿人。尽管许多人很快从登革热感染中康复,但仍有约50万人罹患严重的登革热,死亡率约为2.5%。登革热是部署服务人员特别关注的问题,制定预防登革热感染的有效对策是国防部的优先事项。
如果病人感染一种血清型登革热,然后再感染另一种不同的登革热血清型,则发生严重疾病的可能性显着增加。这使登革热疫苗的研制复杂化,该疫苗需要诱导对所有四种血清型的保护性反应,并确保疫苗不会导致严重的登革热。强烈的T细胞反应被认为是登革热和其他病毒性疾病免疫的重要组成部分。
开发的TAK-003疫苗可预防所有四种血清型,目前已在小型动物模型和非人类灵长类动物中证明是安全的,具有免疫原性。在本研究中,使用单细胞转录组分析或细胞内RNA的分析等技术,并结合更标准的细胞免疫监测手段,对T细胞的调控、基因表达和代谢途径具有重要意义。特别值得注意的是研究人员发现了一种标记物,转铁蛋白受体1 (TfR1),具有用来识别CD8+细胞的分化潜能,这表明T细胞免疫依赖于特定代谢物的可用性。
“国防部登革热疫苗项目致力于了解加强疾病预防的机制,并最大限度地发挥士兵的身体潜力。这项合作研究表明针对独特的可以为革登热感染提供保护免疫细胞的代谢需求可能在疫苗接种后产生保护性免疫反应。” 病毒性疾病部分主任、该研究作者Richard Jarman中校说道。虽然这些发现是关于登革热疫苗试验的,但它们也适用于开发许多病毒性疾病的疫苗。(生物谷Bioon.com)
参考资料:

Adam T. Waickman et al, Dissecting the heterogeneity of DENV vaccine-elicited cellular immunity using single-cell RNA sequencing and metabolic profiling, Nature Communications (2019).  DOI: 10.1038/s41467-019-11634-7

回应社会关切,规制人体基因及胚胎研究

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回应社会关切,规制人体基因及胚胎研究
“有关人体基因、人体胚胎研究的规制问题的确非常重要,三审稿中将此内容纳入是很有针对性的。”在近日分组审议民法典人格权编草案三审稿时,全国人大常委会副委员长陈竺在发言中表示,三审稿在第789条之一加上“不得损害公共利益”是合适的,回应了学术界和公众的普遍关注。
本次会议的一项重要议程,是审议民法典人格权编草案。人格权编主要针对的是个人、个体人格的权利,包括身体、健康、名誉等。
陈竺说,当前,胚胎干细胞的基因编辑问题尤受关注。该技术本身并没有完全成熟,安全性存有隐患。针对何种疾病进行基因编辑也非常重要。特别是胚胎干细胞的基因编辑有可能影响人类基因组的安全,对未来人类健康以及基本伦理道德造成很大冲击。因此,我国对胚胎干细胞基因操作有明确的禁止性规定。三审稿在第789条之一加上“不得损害公共利益”回应了学术界和公众的普遍关注。
今年4月,参加常委会会议审议时,全国人大常委会委员李锐就提出第789条之一中,“不得危害人体健康,不得违背伦理道德”的表述不够全面准确,建议增加“不得违背公序良俗”的内容。
李锐认为,这次修改稿中“不得危害人体健康,不得违背伦理道德,不得损害公共利益”的表述更全面地规范与人体基因、人体胚胎等有关的医学和科研活动。
全国人大常委会委员林建华在发言中表示,第789条之一规定了从事人体基因、人体胚胎有关医学和科研活动的,应该遵守法律、行政法规等等,不得危害健康,不得违背伦理道德。因为医学的科研、伦理道德不仅涉及到个人,还可能给人类带来长远影响。违背伦理道德不仅是对个人的伤害,还给人类整体带来风险。他建议,将不得违背伦理道德放在前面去讲,将应当遵循法律、行政法规、国家有关规定和生物医学的伦理规范作为一个整体要求来提出。(生物谷Bioon.com)

冰岛基因解码公司对英国生物银行参与者测序

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冰岛基因解码公司(deCODE genetics)已经与由政府、慈善团体、研究人员以及全球领先的生物制药与医疗保健公司组成的财团签署了一份协议,对英国生物银行(UK Biobank)的参与者进行全基因组测序。这个具有挑战性的项目将对英国生物银行所有50万名参与者的遗传密码进行完整测序,是迄今为止全球最宏大的单个测序计划之一

冰岛基因解码公司对英国生物银行参与者测序
Kari Stefansson, CEO of deCODE Genetics. deCODE genetics in Iceland has entered into an agreement with a consortium of government, charity, researchers and world leading biopharmaceutical and healthcare companies to undertake whole genome sequencing of UK Biobank participants. The project will allow the complete sequencing of the genetic code of all 500,000 participants in the UK Biobank. This challenging project represents the single most ambitious sequencing program ever undertaken in the world.

 

冰岛基因解码公司经与由政府、慈善团体、研究人员以及全球领先的生物制药与医疗保健公司组成的财团签署了一份协议,对英国生物银行的参与者进行全基因组测序。

英国生物银行拥有英国15年来不断完善的宝贵医学研究资源。此外,英国无私地对世界各地的科学家开放英国生物银行的数据,堪称全球典范。

英国生物银行参与者的全基因组测序工作将由基因解码公司与英国的Wellcome Sanger研究所共同完成,预计测序工作将于2021年夏季完成。该项目将大幅提升英国生物银行独有的丰富数据资源的价值,成为全球科学界可获取的重要资源,帮助科学家们进一步了解、诊断、治疗和预防癌症和痴呆等改变人们生活的疾病。

大规模的测序项目给研究人员带来了不一样的挑战,尤其是在如何产生、存储和分析海量数据方面。基因解码公司已经针对这项极具挑战的项目发展了排序和分析能力。项目所产生的基因数据总量约等于5万亿页文本,数据还将与项目中每位参与者的临床和生活方式等详细数据结合起来。

安进公司旗下全资子公司基因解码公司的首席执行官卡里-斯特凡松(Kari Stefansson)表示:“基因解码公司利用我们在冰岛开创的方法,牵头开展一项全球性疾病基因研究,有望将人类基因研究提升到全新水平。由于基因支持的药物开发计划成功的几率会提高一倍,因此我们的测序能力对于财团和广大的科学界来说,有助于识别和验证有潜力的药物标靶,从而治疗一些最具挑战性的疾病。”

基因解码公司简介

基因解码公司位于冰岛雷克雅末克,是人体基因组方面的全球领导者。基因解码公司利用独特的专长与种群资源,发现了数十种普通疾病的遗传风险因素。了解疾病遗传学是为了使用这方面的信息来开发新的疾病诊断、治疗和预防方法。基因解码公司是安进公司(Amgen) (NASDAQ: AMGN)旗下全资子公司。

创新系统延长基因电路寿命 有望最大化溶瘤细菌的抗癌效力

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创新系统延长基因电路寿命 有望最大化溶瘤细菌的抗癌效力
在过去二十年里,合成生物学家已经开发出复杂的基因电路来控制单个细胞的活动,但随着时间的推移,这种系统不可避免地会由于导致失控突变的进化选择压力而失去功能。
现有解决方法包括将重组元件整合到宿主基因组中和使用质粒稳定元件,合成“杀伤开关”或合成氨基酸。虽然稳定元素可以延长作用时间,但是进化将不可避免地使稳定元素失效。
近日,加州大学圣地亚哥分校的研究人员开发了一种可以让基因电路持续更长时间的新方法,他们称之为“石头剪刀布(rock-paper-scissors)”,其奥妙在于用另一个携带基因电路的细菌亚群“替换”一个携带基因电路的亚群,从而在保持电路运行的同时,重置突变时钟。该研究中使用的基因电路正是这个团队和其他团队正在积极开发的新型癌症疗法的电路之一。相关成果于9月6日发表在权威期刊Science上。
该论文的通讯作者、加州大学圣地亚哥分校生物工程学和生物学教授Jeff Hasty说:“我们已经证明可以在不涉及对抗进化的情况下稳定基因电路。一旦我们停止在单个细胞层面上与进化作斗争,我们就会发现,只要我们愿意,我们就能让一个代谢活跃的基因回路一直运行下去。”该论文的第一作者、加州大学圣地亚哥分校生物工程博士生Michael Liao表示:“作为合成生物学家,我们的目标是开发基因电路,使我们能够利用微生物进行广泛的应用。
然而,今天的现实是,我们植入微生物的基因电路很容易因为进化而失效。无论是几天,几周,还是几个月,即使采用最好的电路稳定方法,这也只是时间问题。一旦你失去了基因电路的功能,你就别无他法,只能从头开始。我们的工作表明,还有另一条前进的道路,不仅在理论上,而且在实践中。”如果新的方法可以针对生命系统进行优化,那么对许多领域都具有重大意义,包括癌症治疗、生物修复以及有用蛋白质和化学成分的生物生产。
“石头剪刀布”
为了真正为突变时钟建立一个“重置按钮”,研究人员专注于微生物菌株之间的动态,而不是试图在单个细胞水平上保持选择压力。他们的群落级工程系统使用了三个大肠杆菌亚群和一个“石头剪刀布(rock-paper-scissors)”动力。这意味着“石头”菌株可以杀死“剪刀”菌株,但会被“布”菌株杀死。大多数已发表的工作倾向于关注在单细胞水平上起作用的稳定策略。虽然其中一些方法在特定的治疗环境中可能足够,但是进化决定了单细胞方法自然会在某些时候停止工作。然而,由于石头剪刀布(RPS)系统在群落层面起稳定作用,并且它也可以与其它作用于单个细胞的系统结合使用,因此它大大延长了基因电路的功能寿命。
在RPS系统的操纵下,三种细菌展开了一场“腥风血雨”的斗争,瞧视频中那酷炫的红蓝绿光,每一个闪烁都代表着生命的终结或继续!研究人员使用微流体装置研究了种群的动态,这些装置允许不同亚种群之间的受控相互作用。他们还证明了在较大的体系中进行测试时,该系统是稳健的。
抗癌神器——同步裂解回路
在2016年发表在Nature的一篇论文中,由Hasty领导的加州大学圣地亚哥分校的研究人员和麻省理工学院的同事合作,创造了一种“同步裂解回路(SLC)”,可用于释放由肿瘤内和周围积聚的细菌产生的抗癌药物。第一作者是当时加州大学圣地亚哥分校的在读研究生M. Omar Din和前麻省理工学院博士后Tal Danino(现任哥伦比亚大学教授)。Hasty、Din和Danino是GenCirq的联合创始人,GenCirq是一家寻求将这项及相关工作转移到临床的公司。最新发表在Science的研究中,加州大学圣地亚哥分校的研究小组也将重点放在了同步裂解平台上。
【原理】由于“群体感应”功能也融入了基因电路,只有当定植到肿瘤的细菌达到阈值密度时,SLC被激活。激活导致同步裂解,其以循环方式控制遗传编码的治疗剂(抗癌药物)的局部释放。在裂解之后,大约10%没有受影响的细菌种群又开始增长。当种群密度再次达到临界阈值(更多的“群体感应”)时,又一次的药物释放被触发,这个由研究人员编码的SLC系统被再次启动。裂解起到维持低水平细菌的作用,以增强安全性。
今年7月, Tal Danino等人在顶级医学期刊Nature Medicine上发表的最新研究显示,同步裂解技术可用于对小鼠肿瘤进行免疫治疗。
Hasty说:“据我所知,他们是第一个证明在治疗肿瘤中细菌药物的产生和递送可以改变免疫系统以攻击未治疗肿瘤的方法。结果令人着迷。“然而,挑战在于,这种杀死癌症的基因回路,以及合成生物学家创造的其他基因回路,最终在细菌中停止工作。罪魁祸首是由进化过程驱动的突变。Hasty说:“事实上,一些细菌肿瘤中自然生长,我们可以对它们进行基因工程,使它们在体内产生并提供治疗。但我们必须找到保持基因电路运转的方法。我们还有很多工作要做,但我们展示了通过交换种群来保持电路运行的策略,这是合成生物学向前迈出的一大步。”目前的方法不限于本文的三菌株系统,例如,各个微生物群可以各自被编程以产生不同的药物,提供精确组合药物疗法治疗癌症的潜力。Hasty表示,下一步将是将该方法与标准稳定方法相结合,并证明该系统在活体动物模型中有效,“我们正在融合一个极其稳定的药物递送平台,对细菌疗法具有广泛的适用性”。(生物谷Bioon.com)
小编推荐会议  2019无锡国际生物医药论坛暨第九届Cell Death & Disease国际研讨会-新药研发

Genome Biol:DNA破裂或会重新调节癌症基因的控制机制

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2019年10月18日 讯 /生物谷BIOON/ –理解介导癌症基因组中广泛DNA损伤的机制一直以来都是癌症研究人员非常感兴趣的研究领域,近日,一项刊登在国际杂志Genome Biology上的研究报告中,来自贝勒医学院等机构的科学家们通过研究发现,基因组结构的变异或许能作为人类癌症中DNA甲基化改变(基因控制的一种形式)的一种特殊机制。

Genome Biol:DNA破裂或会重新调节癌症基因的控制机制

图片来源:NIH

文章中,研究人员收集了1400多个人类癌症的全基因组测序、基因表达和DNA甲基化数据,他们发现,结构变异会不断改变DNA的甲基化,从而影响数百个基因的表达,这从总体上降低了癌症DNA甲基化的整体水平。研究者Chad Creighton教授说道,当基因组中一个部位的DNA片段移动到另一个位置上时就会出现基因组结构的变异,因此,当对DNA片段进行测序后研究者就会发现来自两个DNA片段在基因组上会发生融合,这就会干扰DNA编码的遗传指令。

研究者分析了基因组结构变异对人类癌症中DNA甲基化和基因表达的影响,他们对人类癌症基因组图谱和全基因组胰腺癌分析计划中的数据进行分析,这些数据包括贯穿整个基因组的分子改变,即包括多种癌细胞中的蛋白编码基因和调节区域,同时还以来自非癌变组织的相同信息作为研究对照。研究者发现,在相当一部分癌症类型中,基因组结构变异在改变DNA甲基化上扮演着非常关键的角色,DNA甲基化是一种能控制基因表达的特殊方式,同时其也是表观基因组的一部分,表观基因组涉及对DNA的所有化学修饰,同时还与调节基因组中基因表达的蛋白直接相关。

研究者Creighton说道,在多种癌症类型中,甲基化的改变往往会以一种非随机的方式发生,这些基因中的一部分此前就发现与癌症有关,但研究者还鉴别出了一些此前认为与癌症并无关联的基因,一些基因可能会直接参与患者发病。总的来说,结构变异与DNA甲基化的整体水平下降有关。在癌症中,表观基因组会发生改变,而在当前研究中,结构变异就是改变表观基因组的一种重要机制。研究者认为,在不同的癌症中,特定癌症中存在的结构变异数量是并不相同的,一些癌症可能并不会发生很大改变,而有些癌症则会出现广泛的结构变异,这就能帮助研究人员根据癌症的结构变异程度对其进行有效分类。

相关分析还能为研究者提供其它信息,比如研究者就发现,携带高水平DNA改变的癌症往往趋向于免疫细胞的浸润水平下降,这对于癌症免疫疗法的开发或许意义重大;本文研究结果表明,结构变异不仅在音符DNA序列错误上扮演关键角色,其还能在表观遗传学水平下影响DNA的表达,后期当研究者寻找癌症遗传诱因时,他们或许可以考虑一下结构变异对DNA甲基化的影响效应。(生物谷Bioon.com)

原始出处:

Yiqun Zhang et al, Global impact of somatic structural variation on the DNA methylome of human cancers, Genome Biology (2019). DOI:10.1186/s13059-019-1818-9

通过试管婴儿技术出生的个体的基因差异会在其成年后逐渐消失

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2019年10月25日 讯 /生物谷BIOON/ –在澳大利亚,每25个孩子中就有一个是通过诸如试管婴儿(IVF)等辅助生殖疗法治疗受孕后所生育的;然而这些生殖技术似乎会在新生儿刚出生时就能测定的基因上留下特殊的生物学标记,这或许就能够帮助解释为何辅助受孕会增加早产、低出生体重和先天性畸形的风险。

通过试管婴儿技术出生的个体的基因差异会在其成年后逐渐消失

图片来源:The Conversation

近日,一项刊登在国际杂志Nature Communications上的研究报告就指出,这些表观遗传学改变在个体成年时期才会基本消失;实际上,通过试管婴儿技术出生的个体与自然受孕生育的个体一样健康。

表观遗传学

表观遗传学是一种有机体与环境相互作用的过程,其能控制基因的开启或关闭,该过程还能够控制基因所表达的蛋白以及细胞所成为的类型等等。受孕前后的时间与胚胎广泛的表观遗传学重塑、基因的开启和关闭、以及构建生命所需要的不同类型的细胞都有关系。怀孕期间诸如饮食等环境因素都会影响后代多年的健康,目前研究人员并不清楚其中的原因,但表观遗传学的变化却值得怀疑。有可能是辅助生殖技术干扰了机体的表观遗传学过程,从而增加先天性异常的可能性。

研究及发现

研究人员召集了158名采用辅助生殖技术受孕和75名未采用辅助生殖技术受孕的个体,对其机体的表观遗传学特征进行分析;他们对两类辅助生殖技术进行了发内心,包括试管婴儿(IVF)(在实验室内进行受精)和配子输卵管内移植(GIFT)(在女性输卵管内进行受精)。这两种技术均需要使用卵巢刺激性药物来刺激卵巢释放多个卵子。随后研究人员对个体刚出生时(新生儿)及成长至22-25岁时的血样进行采集并分析。

通过试管婴儿技术出生的个体的基因差异会在其成年后逐渐消失

图片来源:Singularity Hub

研究者表示,对这些个体进行临床评估后发现,其生长、患心脏病、糖尿病中风或呼吸道疾病的风险及其心理和社会状况并没有出现不良的结果。换句话说,接受和未接受辅助生殖技术所生育的后代在健康状况上并无差异。在一项最新研究中,研究者还发现,通过辅助生殖技术出生的婴儿血液中存在明显的表观遗传学变化(包括之前多个研究过的基因)。然而令人欣慰的是,大多数的表观遗传学改变在个体成年时是检测不到的,这就表明,随着时间推移,这些差异会逐渐消失。

研究者表示,卵巢刺激或不孕本身似乎是表观遗传学改变的主要驱动因素,而并不是在实验室培养胚胎的过程。

研究意味着什么?

研究人员在国际上首次分析了通过辅助生殖技术出生的个体从出生到成年时期的表观遗传学特征;研究结果表明,通过辅助生殖技术受孕或许不太可能会影响个体机体一生的基因表达情况,而且任何与辅助生殖技术相关的改变似乎都会随着时间的推移而消失。但是,当这些变化开始消失以及何时不存在时,研究者或许还需要进行更进一步的研究。理解特殊辅助生殖技术过程(比如卵巢刺激)影响发育过程中的表观遗传学特征似乎也很重要。(生物谷Bioon.com)

参考资料:

【1】Australia’s IVF rates revealed: one in every 25 births an IVF baby

【2】Tom P Fleming,Adam J Watkins,Miguel A Velazquez,et al. Origins of lifetime health around the time of conception: causes and consequencesThe Lancet,April 16, 2018 doi:10.1016/S0140-6736(18)30312-X

【3】Roseboom T, de Rooij S, Painter R. The Dutch famine and its long-term consequences for adult health. Early Hum Dev. 2006 Aug;82(8):485-91. Epub 2006 Jul 28.

【4】Health of adults aged 22 to 35 years conceived by assisted reproductive technology

【5】Boris Novakovic, Sharon Lewis, Jane Halliday, et al. Assisted reproductive technologies are associated with limited epigenetic variation at birth that largely resolves by adulthoodNature Communications (2019) doi:10.1038/s41467-019-11929-9

【6】Gene differences in IVF-conceived babies disappear by adulthood

by Jane Halliday, Boris Novakovic And Richard Saffery, The Conversation

改变异常基因表达 BET抑制剂2期临床积极

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改变异常基因表达 BET抑制剂2期临床积极

 

今日,Constellation Pharmaceuticals公司宣布,其选择性BET抑制剂CPI-0610在名为MANIFEST的2期临床试验中,展现出治疗骨髓纤维化患者良好的临床活性。该试验主要针对未接受过JAK抑制剂治疗的患者和对已上市疗法ruxolitinib产生耐药性或不耐受的患者。

骨髓纤维化是一种罕见的严重骨髓疾病,扰乱人体对血细胞的正常生成过程。患者的骨髓会逐渐被纤维化瘢痕组织取代,从而限制骨髓生成血细胞的能力。血细胞的产生从骨髓转移到脾脏和肝脏,引起器官肿大。患者还会出现极度疲劳、气短、肋下疼痛、发热、盗汗、瘙痒和骨痛等症状。当骨髓纤维化自行发生时,称为原发性骨髓纤维化。当红细胞生成过多(真性红细胞增多症)或血小板生成过多(原发性血小板增多症)演变为骨髓纤维化时,即发生继发性骨髓纤维化。目前,已获批的治疗药物有2011年上市的JAK1/JAK2抑制剂Jakafi(ruxolitinib)和今年获批的JAK2和FLT3抑制剂Inrebic(fedratinib)。

Constellation公司的在研药物CPI-0610是一种选择性BET抑制剂,它通过抑制BET,降低异常表达基因的表达水平,达到抑制促炎细胞因子的产生等效果。目前,CPI-0610在临床试验中作为单药疗法或与JAK抑制剂联合治疗骨髓纤维化患者。Constellation公司认为CPI-0610有潜力成为“Best-in-Class”的BET抑制剂。

在名为MANIFEST的2期临床研究中,骨髓纤维化患者被分为三个队列。在第1/2队列中,此前对ruxolitinib产生耐药性或不耐受的患者分别接受CPI-0610的单药治疗或CPI-0610与ruxolitinib构成的组合治疗的二线治疗。截至2019年6月27日,CPI-0610展现出治疗骨髓纤维化患者良好的临床活性。患者的脾脏体积缩小,血红蛋白含量有所增加,骨髓纤维化综合评分和疾病症状也均得到改善。此外,还有4名输血依赖型患者达到了不依赖输血的状态。

在第3队列中,此前未接受过JAK抑制剂治疗的患者接受了CPI-0610与ruxolitinib组合疗法的一线治疗。试验数据显示,4名可评估患者的脾脏体积至少缩小了35%,疾病症状综合评分降低了50%,达到这一患者亚组的主要疗效终点。该公司将在今年的美国血液学会年会上公布详细的试验数据。

“对于未接受过JAK抑制剂治疗的患者和对ruxolitinib耐药或不耐受的患者来说,CPI-0610都可以展现出很好的临床活性。基于这些积极数据,我们增加了MANIFEST试验的患者数量,希望可以观察到更全面的试验数据,“Constellation公司总裁兼首席执行官Jigar Raythatha先生说:“我们预计将在2020年开始进行3期临床试验,CPI-0610将作为一线疗法治疗未接受过JAK抑制剂治疗的骨髓纤维化患者。”(生物谷Bioon.com)

Cell:从细菌中借来的基因让植物占领陆地

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2019年11月16日讯/生物谷BIOON/—陆地上生物的进化通常被描述为鱼长出原始的四肢,然后爬到海滩。然而,在一项新的研究中,来自中国深圳华大基因、中国农业科学院和德国杜伊斯堡埃森大学等研究机构的研究人员报道真正的陆地开拓者是细菌和真菌,其中的一些微生物给植物和一些藻类的祖先提供了帮助。这一发现为一项有争议的观点—细菌不仅可以在自身之间转移基因,而且还将基因转移到更复杂的物种—提供了支持。相关研究结果发表在2019年11月14日的Cell期刊上,论文标题为“Genomes of Subaerial Zygnematophyceae Provide Insights into Land Plant Evolution”。

Cell:从细菌中借来的基因让植物占领陆地
图片来自Cell, 2019, doi:10.1016/j.cell.2019.10.019。

美国佛罗里达大学植物进化生物学家Pamela Soltis(未参与这项新的研究)表示:“这种基因水平转移可能有助于陆地定居,这非常令人兴奋。”

在这项新的研究中,深圳华大基因的Gane Ka-Shu Wong及其团队与杜伊斯堡埃森大学的Michael Melkonian及其团队对生活在陆地潮湿地区的两种属于双星藻纲(Zygnematophyceae)的藻类进行基因组测序,它们被认为是植物的近亲。这些研究人员随后将这种藻类— Spirogloea muscicola和Mesotaenium endlicherianum—的基因组与植物和其他藻类进行比较,鉴定出902个基因是这两种藻类与植物都共享的,但不与水生藻类共享。

在扩大搜索范围后,这些研究人员还发现了一些基因是这两种藻类与土壤细菌共享的,但不与其他生命形式共享。他们认为,这些基因从土壤细菌跳跃到植物和这两种藻类的共同祖先。这些基因参与的过程很可能帮助这个共同祖先—如今是现代植物和某些藻类—应对干旱和在陆地上遇到的其他条件。美国东卡罗莱纳大学植物生物学家Jinling Huang 表示,“我坚信这篇论文中描述的两个基因家族是从细菌中获得的。”

Melkonian表示,很明显,植物建立在其他生物的创新基础之上,随后才能在陆地上定居。他说:“在第一批陆地植物出现之前的数亿年,地球的表面都是生机盎然的。”(生物谷 Bioon.com)

参考资料:


1.Shifeng Cheng et al. Genomes of Subaerial Zygnematophyceae Provide Insights into Land Plant Evolution. Cell, 2019, doi:10.1016/j.cell.2019.10.019.

2.Genes from Bacteria Likely Aided Plants’ Move to Land
https://www.the-scientist.com/news-opinion/genes-from-bacteria-likely-aided-plants-move-to-land-66735

3.Genes borrowed from bacteria allowed plants to move to land
https://phys.org/news/2019-11-genes-bacteria.html

4.Alien genes from bacteria helped plants conquer the land
https://www.sciencemag.org/news/2019/11/alien-genes-bacteria-helped-plants-conquer-land

BJD:到底接受多少太阳照射不会患上黑色素瘤?这22个基因就能告诉你!

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2019年12月2日 讯 /生物谷BIOON/ –近日,一项刊登在国际杂志British Journal of Dermatology上的研究报告中,来自澳大利亚QIMR Berghofer医学研究所的科学家们通过研究发现,22种不同的基因或能帮助确定一个人在患黑色素瘤之前能够接受多少阳光的照射。对于较高遗传风险的人群而言,儿童时期的阳光照射是一个重要的致病因素,而遗传风险较低的人群只有在经历了一生的阳光照射后才会患上黑色素瘤

BJD:到底接受多少太阳照射不会患上黑色素瘤?这22个基因就能告诉你!

图片来源:CC0 Public Domain

澳大利亚有着全球最高的皮肤癌患病率,每年有超过1.2万人都会被诊断为侵袭性黑色素瘤,黑色素瘤是一种恶性皮肤癌;研究者David Whiteman教授表示,这项研究中,我们利用来自QSkin(全球最大的皮肤癌遗传性研究项目)的数据深入分析了基因和日光照射如何影响一个人患黑色素瘤的风险。研究结果表明,携带易患皮肤癌基因的人群只需要适度地暴露在澳大利亚阳光充足的气候下就会患上皮肤癌;研究者指出,在澳大利亚出生和生长的人群患黑色素瘤的风险会增加50%,而携带相同基因成年时期迁移到澳大利亚居住的人群则并不易患上黑色素瘤

研究证实,20岁之前所遭受的日照损伤对于遗传风险较高的人群尤其危险,因为其足以引发人群患上黑色素瘤,而且这些个体并不需要长时间的日晒;需要指出的是,尽管那些并未携带皮肤癌高风险基因的人群仍然会患上黑色素瘤,因为其在其一生中只需要接受足够剂量的日照就足以使其患病了,这些人群经常会出现日晒后的皮肤雀斑。

这项研究中,研究人员深入分析了遗传和行为因素如何协同作用来影响人群患黑色素瘤的风险。Qskin数据库中包含了人群出生的地点、迁徙年龄、晒伤和在阳光下度过的累积时间及鳞状细胞癌、基底细胞癌和雀斑信息等,同时还包括参与者的DNA信息等。本文研究中,研究人员深入揭示了黑色素瘤的发生机制,相关研究结果或有望帮助研究人员识别出能因靶向性防晒而获益的人群,同时研究者还需要进行大量研究来阐明为何黑色素瘤是澳大利亚发病率最高的一种癌症。如今澳大利亚正准备迎来一个炎热而晴朗的夏季,避免有害的阳光照射对于人们而言正是时候。(生物谷Bioon.com)

原始出处:

C.M. Olsen,N. Pandeya,M.H. Law, et al.  Does polygenic risk influence associations between sun exposure and melanoma?: a prospective cohort analysis, British Journal of Dermatology (2019). doi:10.1111/bjd.18703

世界疼痛日:你觉得疼痛是小事但它竟会改变基因

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世界疼痛日:你觉得疼痛是小事但它竟会改变基因

我们都知道,身体出现疼痛并不是一件让人愉快的事。事实上,当这种痛苦出现的时候,它并不仅仅让受影响的身体部位疼痛。慢性疼痛会让人们很难进行思考,同时还会导致抑郁等状况,跟身边的人的关系也会变得紧张。

而现在,研究人员已经发现了疼痛甚至可以改变大脑和免疫系统基因的证据。

美国国立神经系统疾病与中风研究所估计,目前有超过 1 亿美国人患有慢性疼痛。尽管人们对慢性疼痛的患病率以及它的毁灭性后果并不陌生,但是他们对这种疾病仍然不是非常了解。

参与这项最新研究的工作人员想要知道的是,慢性疼痛是否会对人体产生跟遗传基因方面的不良影响。于是,他们对健康老鼠和受过神经损伤的老鼠的大脑以及白细胞内的基因进行了研究。据了解,研究人员在研究的过程中,非常重视一种被称为甲基的化学物质,并对它进行了追踪。这种化学物质通常被认为是基因表达变化的一个很好的指标。

研究人员希望在研究的过程中找到一些被慢性疼痛改变的基因,结果他们发现了一大堆。这项研究的共同作者 Moshe Szyf 在新闻发布会上表示:“我们惊讶于被慢性疼痛改变的基因数量,几百到上千个不同的基因都因为这种疾病而发生了改变。”

据研究人员表示,这些被改变的基因中有很多都跟大脑中控制认知、抑郁以及焦虑等方面的区域有关。Moshe Szyf 在新闻发布会上还说:“我们发现,慢性疼痛所改变的基因不仅仅是存在于大脑中,有一部分还出现在 T 细胞中,这是一种对人体免疫系统至关重要的白细胞。”

他补充道:“我们的研究结果强调了慢性疼痛会对身体的其他重要部位造成破坏性的影响,比如人体的免疫系统也会出现慢性疼痛。在这之前,我们可能不会将慢性疼痛和身体的其他系统联系在一起,但是现在我们有必要对这两者之间的关系进行研究。”

就像 Moshe Szyf 和他的同事在研究报告中所说的那样,这项研究成果具有非常广泛的影响。但是需要强调的是,这项实验目前只以老鼠为研究对象,而没有在人类身上进行过实验。研究人员还需要进行更多的研究,以确认这些结果是否正确,并且对人类体验到的慢性疼痛进行探讨。(生物谷Bioon.com)

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