回应社会关切,规制人体基因及胚胎研究
冰岛基因解码公司对英国生物银行参与者测序
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。
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
Genome Biol:DNA破裂或会重新调节癌症基因的控制机制
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。
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
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。
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。
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 consequences, The 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 adulthood, Nature 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
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
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”。
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!
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。
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
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)