基因新闻 第133页

《柳叶刀 血液学》近日发布了一条论文消息，哈佛医学院和纽约血液中心的科学家们，成功开发出基于全基因组测序的血型分型全新算法——bloodTyper。对照耗时费力的传统测定方法，例如血清学测定法或单核苷酸多态性(SNP)测定法，bloodTyper血型分型的准确度超过90%，且可供在线使用，这将有利于输血前的血型配型，促进安全输血。

大多数人都很熟悉 ABO血型、或Rh血型分型系统， 目前医生圈和相关媒体科普，都是围绕着这类血型。

然而，实际上除了以上血型抗原，红细胞上已知有300多种抗原、血小板上已知有33种抗原，可介导刺激血型不合相关的机体免疫反应。这些抗原的具体表达状态因人而异。根据FDA报告，每年平均报告多达16例与ABO血型无关的血型不合致死的输血病例。目前， 没有任何方法可以测定所有的血型抗原。

临床上输血是较常用的救治措施。血型不匹配引发的输血并发症，可能危及生命。输血前对受者和供者的血型配型，一直是基于ABO 血型和 Rh血型分型测定，这一原则持续了60多年未变。

但是，随着全基因组测序逐渐成为患者的诊疗常规， 人们开始可以通过在输血前通过全基因测序来寻找珍贵救命血型，或识别出高危受者，进而优化输血治疗。

本次《柳叶刀 血液学》报告的全基因组测序血型分型模型bloodTyper， 建立了血型抗原等位基因数据库，基于全基因组测序和计算机辅助全自动算法，来测定分析红细胞和血小板的抗原分型。bloodTyper血型分型算法，有利于常规完成对所有关键血型抗原的遗传预测， 其准确度类似于传统的耗时费力测定方法。如果得到进一步的研究验证，bloodTyper将可能会改变安全输血的理念和实践。

研究人员表示，目前， 大多数情况下，输血供者和受者的血型配型检测中，只包括ABO 血型和 Rh血型配型，并未覆盖所有已知的300多种红细胞抗原和33种血小板抗原。

而bloodTyper这种基于全基因组测序的血型分型测定方法，创造了一种更经济高效的方法，来最大限度覆盖测定更多主要血型抗原，为许多人更好地完成血型配型。

“在需要长期输血的患者中，输血并发症较常见。但是目前缺乏经济高效的血型测定方法，无法有效覆盖所有血型抗原分型，”本研究的第一作者William Lane博士说：”但是，我们已经成功开发的bloodTyper血型分型算法，可以应用于所有人，测定分析每个人的所有的关键血型抗原，只要具备测序条件即可低成本地完成血型分析。”(生物谷Bioon.com）

小编推荐会议：2018DNA编码化合物库（上海）研讨会 

基因泰克宣布将与DiCE Molecules合作开发小分子药物。DiCE的技术平台是DNA编码化合物库(DEL)合成、指导演化、组合化学的复合体，从几亿到上十亿的化合物开始、利用独特优化系统号称可以为任何靶点找到类药配体。这个合作主要研究现在公认的非成药靶点。根据协议，DiCE将获得一定首付和各种里程金，但具体金额都没有公开。

药源解析

DiCE 是斯坦福大学Pehr Harbury教授于2013年创建的新技术公司，主要利用DEL技术搜索化学空间，为困难靶点寻找小分子配体。去年已经与赛诺菲签订了5年、最多12个靶点的合作计划，获得5000万首付和潜在每个靶点1.8亿各种里程金(总额可达23亿)。昨天是第二次与大药厂合作。

第一代DEL只是用DNA作为一个条形码记录每个化合物的合成历史。这与其它条形码、如不同长度的烷烃没有本质区别，但因为DNA可以通过PCR放大所以反应可以用很少量反应物、因此DEL库可以非常大，上10亿的库并不困难。后来David Liu等人利用DNA的互补双链不仅标记反应物、还可以作为模板控制哪些反应物参加反应。Liu创建了Ensemble并与多家大药厂合作开发困难靶点药物，但今年宣布解散。DEL到目前为止最大的成功据我所知是葛兰素的RIP抑制剂。这个发现不仅利用了DEL，而且还有很多其它最前沿的药物化学技术，值得大家学习一下(这里)。找到的RIP抑制剂选择性和其它性质在激酶抑制剂里确实非常优秀。

DiCE的平台虽然细节很少，但号称是加上筛选压力和遗传变异机制。选择压力比较容易想象，所有筛选平台都要找到个别“适者”、多数情况下就是与靶标蛋白结合的化合物，然后淘汰绝大多数不合时宜的化合物。DiCE的平台是多轮DEL合成。所谓遗传大概是指保留苗头化合物的需要性质，变异则应该是改变分子的某个模块。和天然蛋白只有20个氨基酸不同，DEL的模块可以远远多于20个。这个过程也可能重复合成第一代化合物库里面已经包括的化合物，但更系统的SAR可以增加筛选准确性(去除假阳性、回收假阴性)。

DEL可以在更广阔化学空间更高效筛选先导物，但适合DEL的化学反应是有限的、每个化学反应可以买到的起始原料是有限的。DEL涵盖的空间很大、但对寻找新药不一定最重要。虽然很多技术号称可以合成天然产物类似物，但多数只能合成简单的分子类型，DiCE似乎还只能合成多肽类似物。当然更重要的障碍是筛选压力(即优化系统)。优化指标现在还基本是一本糊涂账，我们即不知道哪些性质候选药物需要有、也不知这些万里挑一的化合物有哪些致命隐私。对于抗体药物选择性可以比较可靠地假设已经合格，但小分子药物城府要深得多，经常在关键时刻才交代脱靶活性。虽然GSK的RIP1抑制剂说明DEL可能非常有用，但Ensemble的倒闭也说明DEL也只是诸多技术中的一个。(生物谷Bioon.com）

2018年6月18日/生物谷BIOON/—今年6月份早些时候开展的一项主要的临床试验首次证实免疫疗法能够用于治疗晚期前列腺癌，但是仅适用于大约10%的男性患者。如今，在一项新的研究中，来自美国密歇根大学、费雷德-哈钦森癌症研究中心、韦恩州立大学、加州大学旧金山分校、华盛顿大学和英国伦敦癌症研究所的研究人员发现前列腺瘤具有一种独特的遗传变化模式的男性患者要比其他的男性患者更可能受益于免疫疗法。开发检测这种独特的遗传变化模式的基因测试方法可能有助于鉴定出对免疫疗法作出反应的男性患者。相关研究结果发表在2018年6月14日的Cell期刊上，论文标题为“Inactivation of CDK12 Delineates a Distinct Immunogenic Class of Advanced Prostate Cancer”。

这些研究人员分析了从已发生肿瘤扩散的360名晚期前列腺癌男性患者体内收集的肿瘤DNA。他们发现7%的男性患者体内的肿瘤缺失了基因CDK12的两个拷贝，这一特征与一种独特的额外遗传变化模式相关联。具有这种遗传变化模式的肿瘤样品要比其他的晚期前列腺癌样品含有更高数量的免疫细胞。它们在它们的表面上也含有更高数量的被称作新抗原（neoantigen）的蛋白片段。这些新抗原有助于免疫系统识别肿瘤细胞。与更高数量的免疫细胞和新抗原相关的肿瘤往往更好地对免疫疗法作出反应，这可能是因为免疫系统已开始识别癌症中的蛋白片段为外来的。

作为这项研究的一部分，在美国开展的一项小型的探索性临床研究中，4名男性晚期前列腺癌患者中的2人具有与CDK12相关的遗传变化模式，因而对免疫治疗药物派姆单抗（pembrolizumab）很好地作出反应。

它与英国伦敦癌症研究所和皇家马斯登英国国家医疗服务系统基金会（The Royal Marsden NHS Foundation Trust）领导的一项临床试验的结果相一致，后者已证实派姆单抗能够让已用完现有治疗方案的晚期前列腺癌患者受益。

在这项新的研究中，与缺失的CDK12基因拷贝相关的遗传变化模式与其他的之前鉴定出的前列腺癌遗传亚型不同。

如果这项研究能够在更多的患者中得到重现的话，那么它可能导致人们开发出一种新的基因测试方法作为提供免疫疗法的先导。

在未来，CDK12也可能作为一种遗传弱点加以探究。这种弱点可能被新的精准药物用于靶向治疗前列腺癌。（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Yi-Mi Wu20, Marcin Cieślik20, Robert J. Lonigro et al. Inactivation of CDK12 Delineates a Distinct Immunogenic Class of Advanced Prostate Cancer. Cell, 14 June 2018, 173(7):1770–1782, doi:10.1016/j.cell.2018.04.034

今日，罗氏（Roche）集团下的基因泰克（Genentech）公司宣布了一条引人关注的消息：其重磅免疫疗法Tecentriq与化疗组合，在一项3期临床试验中彰显出了对三阴性乳腺癌的出色治疗效果。该组合疗法不但显着延长了患者的无进展生存期（PFS），还为PD-L1阳性人群带来了积极的总生存期（OS）数据。这也是首个在三阴性乳腺癌的治疗中，彰显出显着PFS改善的免疫疗法3期临床试验。

乳腺癌是全美女性中，第二大常见的癌症。根据美国癌症协会（American Cancer Society）估计，今年全美约有26.6万名女性将被诊断患有乳腺癌，4.1万人将因此去世。在乳腺癌中，一类叫做“三阴性乳腺癌”的疾病大约占了10%-20%。虽然所占比例并非多数，但此类癌症极具侵袭性，且对于常见的激素疗法或HER2靶向疗法均不敏感。因此，这一癌症类型上，患者还有着重大未满足的医疗需求。

由基因泰克带来的Tecentriq是一款能有效结合PD-L1的单克隆抗体。通过与肿瘤细胞和肿瘤浸润免疫细胞表面的PD-L1结合，这款新药能阻止PD-L1与PD-1和B7.1受体的结合，从而有望重激活T细胞，让它们对癌症展开攻击。先前，这款重磅免疫疗法已获批用于特定膀胱癌和肺癌的治疗。

为了测试这款免疫疗法在三阴性乳腺癌中的治疗潜力，研究人员们主导了一项名为IMpassion130的3期临床试验。该试验分为两组，一组接受Tecentriq（以28天为一个周期，在周期的第一天和第十五天输注840mg）和Abraxane（以28天为一个周期，在周期的第一天、第八天、第十五天输注每平方米100mg）；另一组只接受Abraxane的治疗。研究表明，在902名患者参与的这项3期临床试验中，Tecentriq与Abraxane组合疗法在三阴性乳腺癌的一线治疗中，显着减少了疾病进展或死亡风险。在初步分析中，PD-L1阳性患者群体的总生存率也令人振奋。该研究的具体数据尚未得到透露，基因泰克计划在将来的医学会议上公布研究的具体内容。

“IMpassion130是首个在三阴性乳腺癌治疗中，显示出积极成果的3期免疫疗法研究。三阴性乳腺癌是一种极具侵袭性的疾病，治疗方案有限，”基因泰克首席医学官兼全球产品开发负责人Sandra Horning博士说道：“受这些结果的鼓舞，我们计划向全球监管部门递交申请，期望将这一组合尽快带给三阴性乳腺癌的患者。”

按计划，这项组合疗法将向包括美国FDA和欧洲EMA在内的全球监管部门递交上市申请。我们期待这款免疫疗法组合能尽快获批，为三阴性乳腺癌患者带来及时雨。(生物谷Bioon.com）

2018年7月14日/生物谷BIOON/—在一项新的研究中，来自美国加州大学旧金山分校的研究人员在不使用病毒插入DNA的情形下对人T细胞（一种免疫细胞）进行重编程。这一成就对研究、医学和产业产生重大的影响。他们期待他们的方法—一种快速的通用的经济的采用CRISPR基因编辑技术的方法—将会在新兴的细胞治疗领域中得到广泛使用，加速开发出新的更加安全的治疗癌症、自身免疫疾病和其他疾病（包括罕见的遗传性疾病）的疗法。相关研究结果于2018年7月11日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Reprogramming human T cell function and specificity with non-viral genome targeting”。

这种新方法提供了一种强大的分子“剪切和粘贴”系统，用于重写人T细胞中的基因组序列。它依赖于电穿孔，即一种将电场施加到细胞上使得它们的细胞膜暂时地更具有渗透性。在一年内试验了数千个变量之后，这些研究人员发现，当某些数量的T细胞、DNA和CRISPR“剪刀”混合在一起然后暴露在一种适当的电场中时，这些T细胞将摄入DNA和CRISPR剪刀，并且精确地将特定的基因序列整合到CRISPR在基因组中的靶切割位点上。

论文通信作者、加州大学旧金山分校微生物学与免疫学副教授Alex Marson博士说，“这是一种快速而又灵活的方法，可用于改变、强化和重编程T细胞，这样我们就能够给它们提供我们想要的特异性来清除癌症、识别感染或者抑制自身免疫性疾病中观察到的过度免疫反应。”

Marson说，不过与这种新方法的速度和易用性同样重要的是它使得将比较长的DNA序列插入到T细胞中成为可能，这种插入会给这些T细胞赋予强大的新特性。Marson实验室的成员已在利用电穿孔和CRISPR将短DNA片段插入到T细胞中取得了一些成功，但是，在此之前，许多科学家们将较长的DNA序列插入到T细胞中的多次尝试导致这些T细胞死亡，这就让大多数人认为较长的DNA序列对T细胞是极其有毒性的。

为了证实这种新方法的多功能性和功效，这些研究人员利用它修复来自三名患有一种罕见遗传形式的自身免疫疾病的儿童的T细胞中的引起疾病的基因突变，并且还利用它构建出定制的T细胞来寻找和杀死人黑色素瘤细胞。

病毒通过将它们自己的遗传物质注射到细胞中而引起感染，而且自20世纪70年代以来，科学家们借鉴病毒的这种能力，除去它们的传染性，由此产生的“病毒载体”可将DNA转运到细胞中用于研究和基因治疗，并且构建CAR-T细胞用于癌症免疫疗法。

如今，利用病毒对T细胞进行基因改造已被美国食品药物管理局（FDA）批准用于抵抗某些类型的白血病和淋巴瘤。但是构建病毒载体是一个艰苦而成本昂贵的过程，而且临床级病毒载体的短缺导致基因疗法和基于细胞的疗法陷入制造瓶颈。即使在可用的情况下，病毒载体也是很不理想的，这是因为它们将基因随意地插入到细胞基因组中，这可能损害现有的健康基因或让新导入的基因不受确保细胞发挥正常功能的调节机制的调节。这些限制可能潜在地导致严重的副作用，因而在基因疗法和细胞疗法（比如基于CAR-T细胞的免疫疗法）中引发人们的担忧。

论文第一作者、在加州大学旧金山分校医学科学家培训计划攻读博士学位的研究生Theo Roth说，“已有30多年的研究工作试图将新的基因导入到T细胞中。如今，应当不再需要实验室中的六到七个人利用病毒对T细胞进行基因改造，而且如果我们开始看到数百个实验室而不是少数实验室对这些T细胞进行基因改造，并研究越来越复杂的DNA序列，那么我们将尝试更多的可能性以便显著加快未来几代细胞疗法的开发。”

经过将近一年的反复试验，Roth确定了T细胞群体、DNA量和CRISPR丰度的比例，并且在施加具有适当参数的电场的情形下，能够高效而又准确地编辑T细胞的基因组。

为了验证这些发现，Roth利用CRISPR给一系列不同的T细胞蛋白标记上绿色荧光蛋白（GFP），这种标记结果是高度特异性的，具有非常低水平的“脱靶”效应：仅通过Roth设计出的CRISPR模板而被标记上GFP的每个亚细胞结构才会在显微镜下发出绿色荧光。

随后，在旨在对这种新方法的治疗前景进行概念验证的补充实验中，Roth、Marson及其同事展示了它如何潜在地被用来引导T细胞抵抗自身免疫疾病或癌症。

在第一组补充实验中，Roth及其同事们使用了美国耶鲁大学医学院医学博士Kevan Herold提供给Marson实验室的T细胞。这些T细胞来自三名患有罕见的严重性自身免疫疾病而且迄今为止一直对治疗产生抵抗力的兄弟姐妹。基因组测序已表明这三名儿童的T细胞在IL2RA基因上携带着突变。这个基因含有表达一个细胞表面受体的指令。这个细胞表面受体是控制其他的免疫细胞和阻止自身免疫反应的调节性T细胞产生所必需的。

利用这种非病毒CRISPR技术，这些研究人员能够快速地修复这三名儿童T细胞中的IL2RA突变，并恢复受到这种突变影响的细胞信号。在CAR-T细胞免疫治疗中，已从患者体内取出的T细胞经过基因改造后能够增强它们的抗癌能力，随后将它们灌注回患者体内，从而靶向攻击肿瘤。这些研究人员希望一种类似的方法也可能有效地治疗调节性T细胞发生功能故障的自身免疫疾病，比如这三名携带着IL2RA突变的儿童所患的疾病。

在第二组补充实验中，通过与加州大学洛杉矶分校帕克癌症免疫疗法研究所的Cristina Puig-Saus博士和Antoni Ribas博士合作，Marson团队利用已经过特异性地基因改造靶向摧毁一种特定的人黑色素瘤细胞亚型的新型T细胞受体完全取代一种正常的人T细胞群体携带的天然T细胞受体。T细胞受体是T细胞用来检测疾病或感染的传感器，并且在实验室培养皿中，这些经过基因改造的T细胞高效地靶向黑色素瘤细胞并且同时忽略其他的细胞，从而表现出精确癌症医学所需的靶向特异性。

在不使用病毒的情况下，这些研究人员能够产生大量的经过CRISPR重编程的T细胞，这些T细胞经重编程后产生新的T细胞受体。当被移植到已植入人黑素色瘤的小鼠中时，这些经过CRISPR重编程的人T细胞进入肿瘤部位并显示出抗癌活性。

Marson 说，“这种替换T细胞受体的策略能够推广到任何一种T细胞受体。通过这种新技术，我们能够对基因组的特定位点进行分子剪切和粘贴，从而重写基因组序列中的特定片段。”

Roth说，鉴于这种新技术能够在一周多一点的时间内构建出可行的定制T细胞系，它已改变了Marson实验室的研究环境。针对之前因病毒载体带来的障碍而被认为过于困难或昂贵的实验的想法如今能够加以研究。Roth说，“我们将研究20个’疯狂’的想法，这是因为我们能够非常快速地创建CRISPR模板，而且一旦我们有了模板，我们就能够将它放入T细胞中并快速地培养这些T细胞。”

在面对人们普遍认为病毒载体是必需的以及T细胞仅耐受小片段DNA的情形下，Marson将这种新方法的成功归功于Roth的“绝对坚持”。“Roth确信如果我们能够找到合适的条件，我们就能够克服这些明显的限制，而且他付出了巨大的努力来测试数千种不同的条件：CRISPR与DNA的比例；不同的T细胞培养方法；不同的电流。通过优化每个参数并将最佳条件放在一起，他能够观察到这个令人吃惊的结果。”（生物谷 Bioon.com）

2018年8月5日 讯 /基因宝jiyinbao.com/ –最近，来自Emory大学的科学家们发现了果蝇大脑中发育过程中出现的一类DNA修饰特征。，这一发现或许对于人类健康具有借鉴意义。

相关结果发表在《Molecular Cell》杂志上。

表观遗传学指的是基因以上的范畴，但大部分该领域的研究都集中在DNA的甲基化，即DNA本身的化学修饰上。甲基化并不会改变DNA碱基的编码序列人特征，但能够改变DNA在细胞中的存在状态。它能够影响基因表达的开启或关闭。

（图片来源：www.pixabay.com）

大部分关于DNA甲基化的研究都集中在胞嘧啶上。果蝇尽管是一类十分有效的发育遗传学研究模式动物，但它却很少出现胞嘧啶甲基化，而更多地出现N6-腺嘌呤甲基化。目前，我们对这一甲基化的作用的研究十分有限。

最近，来自Emory大学的遗传学家Bing Yao博士等人发现通过去除A甲基化，对于果蝇的神经发育具有重要的作用。这一发现十分重要，原因在于这类去甲基化酶同家族的的另一种酶参与调控了哺乳动物体内C碱基的去甲基化过程。

在这项研究中，作者发现该名为“DMAD”的酶的突变会导致胚胎早期死亡现象的出现。而通过选择性地抑制其在大脑中的表达，发现这一操作会破坏果蝇的学习以及记忆能力。

在果蝇的DNA中，N6甲基化腺嘌呤数量稀少，每一百万个碱基中仅存在25个。然而，这一研究表明其重要性不言而喻。（生物谷Bioon.com）

资讯出处：Mysterious DNA modification important for fly brain

走进中科院北京基因组所研究员刘江的办公室，墙壁上悬挂的一张显示受精过程的橘红色图片十分显眼，这是2013年《细胞》杂志的封面。

当期杂志以封面文章的形式报道了刘江和研究团队在表观遗传信息遗传规律研究方面取得的重大突破，这也是《细胞》第一篇所有通讯作者和第一作者都为中国研究机构科技人员的封面文章。

今年3月，刘江团队再次发表论文，在国际上首次研究了人类胚胎基因组的激活机制，打开了认识人类胚胎发育基因表达调控的大门。

选了一个“没人做”的方向

受精卵如何发育成个体，是生命科学中的基本科学问题。在这个过程中，表观信息的调控起着非常重要的作用，但是人类对表观遗传信息如何跨代遗传、如何与基因组共进化以及如何影响物种进化了解十分有限。

2009年建立实验室后，刘江开始研究表观遗传学课题。课题组发现斑马鱼子代胚胎完全继承父代精子的DNA甲基化图谱，这是世界上首次通过实验证明了表观遗传图谱也可以被完整地遗传。这改变了传统上认为受精后胚胎发育的信息主要是由卵子提供，而精子只携带一套DNA序列的观念。

“在整个生物学界，在我之前很少有人研究这个方向，相关经验很缺乏，当时质疑声、反对声很多。”他告诉《中国科学报》记者。顶着重重压力，刘江选择了坚持课题方向。

由于生物样本资源缺乏，实验所需的斑马鱼不少都是课题组成员从花鸟市场买来的鱼苗，经过养殖后再用于科研当中。

他说：“我们在北京基因组所的老楼里做实验，当学生看到实验结果时还有些意外，因为它与之前想象的不太一样。后来我们又从不同的角度重新验证，事实证明这确实是一个新的发现。”

这项成果被媒体誉为“开创教科书式的重大发现”，这篇文章也是刘江回国后发表的第一篇论文。这意味着在将近4年的时间里，刘江没有发表任何文章。

“没有科研论文的这四年里我也焦虑过，但我不是一个犹豫的人，碰到难题就去专心思考，在各种挫折和困难面前，韧性很重要。”刘江说。

凭着这股韧性，刘江在探索人类遗传奥秘的这条道路上不断前行。2014年，团队发现哺乳动物DNA甲基化在早期胚胎发育过程中的重编程规律和遗传规律，改写了长期以来关于哺乳动物早期胚胎发育过程中DNA甲基化重编程的传统认识；2017年，他们发现染色体3D结构在胚胎早期发育中从消失到逐渐重建的动态变化；2018年，团队揭示了人类胚胎发育和进化机制。

回国是一件“顺其自然”的事

2009年，刘江作了一个似乎看起来“不可思议”的决定——他自愿放弃国外一流大学的优厚条件和外国居留权，携全家回国定居，把“科技报国”的信念融入到科研工作中。

他说：“回国是一件顺其自然的事，国内的科研条件不比国外差，回来后感觉自己在外漂泊的心一下子就定了。”

在团队成立之初，刘江就树立了“面向世界科学前沿”的科研目标。由于科研工作需要，团队成员学术背景广泛，有人是计算机专业出身，有人做生物信息分析，甚至还有医学院的毕业生。

“建立初期，大家相互不了解、不熟悉，如何将他们聚合起来形成合力，是团队建设面临的重要考验。”刘江表示。

自1997年3月加入中国共产党以来，无论在国外还是国内，刘江始终秉承着一名党员的责任和担当。在磨合过程中，他通过日常观察、谈心，深入了解每个人的特点，合理分工指导，及时查漏补缺，充分发挥每个人的专业优势，团结协作，展开日常研究工作。

在北京基因组所举行的“信念引领科研，党建促进创新”主题党日活动中，作为所里的科研骨干之一，刘江成为“身边的榜样”党员代表。

今年年初，他当选为北京基因组所党委委员，主要负责科研骨干的思想工作。面对挫折和失败，刘江经常鼓励每个人不抛弃、不放弃，勇于探索、迎难而上，从失败中吸取经验教训，一心专注学术问题。在他和其他党员的共同努力下，不仅课题组进入了良性循环，整个研究所也形成了人人努力奋进、相互协作配合的良好氛围。

最重要的是启发学生的能动性

“作为导师，我是指导者而不是管理者，我更在意他们思维上的训练、培养学生解决问题的能力。我尽量在因材施教，最重要的是启发学生的能动性。”刘江说。

在学生眼中，刘江不仅是一名科学家，还是关心学生成长的“大家长”。他十分重视人才培养和建设，通过以老带新、互相传帮带等形式，在实践中锻炼队伍。团队成员获得了“中科院卓越青年科学家奖”“卢嘉锡青年人才奖”“中科院优秀博士学位论文奖”“中科院院长特别奖”等多个奖项。

“我毕业的第一个学生已经评上了‘青年千人’，要回到所里开展科研工作了。”刘江告诉记者。

虽然作出了突出的科研成果，但刘江并不喜欢用“学霸”这样的词语形容自己。“我不是传统意义上的‘好学生’，科研的真正魅力在于不知道会做出什么，它对我而言是一种好奇心和一种兴趣。”

刘江告诉记者，在之前科研成果的基础上，团队将继续进行胚胎发育调控机制的工作，“不断探索人类基因编程的奥秘”。(生物谷Bioon.com）

2018年9月2日/生物谷BIOON/—在一项新的研究中，来自中国西安交通大学、上海海洋大学；英国约克大学、威康基金会桑格研究所；澳大利亚太阳制药私人有限公司的研究人员破译出罂粟（opium poppy）基因组的DNA密码，揭示出这种植物产生用于制造重要药物的药用化合物的关键步骤。这一发现可能为科学家们提高这种药用植物的产量和抗病性铺平了道路，从而确保可靠和廉价地供应最有效的用于缓解疼痛和姑息治疗的药物。相关研究结果于2018年8月30日在线发表在Science期刊上，论文标题为“The opium poppy genome and morphinan production”。论文通信作者为西安交通大学青年科学家叶凯（Kai Ye）教授和约克大学的Ian A. Graham教授。论文第一作者为西安交通大学的郭立（Li Guo）副教授和杨晓飞（Xiaofei Yang）讲师、约克大学的Thilo Winzer和Yi Li，以及威康基金会桑格研究所的Zemin Ning。

这些研究人员取得的突破揭示出导致咳嗽抑制剂那可丁（noscapine）以及止痛药吗啡（morphine）和可待因（codeine）产生的生物合成途径的起源。

生物化学家几十年来一直对植物如何经过进化后成为地球上最丰富的化学物多样性来源之一感到好奇。在这项研究中，通过使用高质量的基因组装配，这些研究人员阐明了这种情形在罂粟是如何发生的。

与此同时，这项研究将为开发植物育种分子工具奠定基础，这些工具可确保在发展中国家和发达国家可靠且廉价地供应最有效的用于缓解疼痛和姑息治疗的止痛药。

科学家们目前正在开发的基于合成生物学的方法来制造那可丁、可待因和吗啡等化合物，在这种方法中，来自植物的基因通过基因工程手段被导入到酵母等微生物系统中，从而使得能够在工业发酵罐中制造所需的化合物。然而，罂粟仍然是这些药用化合物中最便宜的和唯一的商业来源。

在这项新的研究中，这些研究人员获得2.7Gb的分布在11条染色体上的罂粟基因组序列的高质量组装。这使得他们能够鉴定出一个较大的由15个基因组成的基因簇，这些基因编码参与两种不同生物合成途径的酶，其中这两种生物合成途径参与了可待因和吗啡的前体物质和那可丁的产生。

植物具有重复（或者说加倍）其基因组的能力，当这种情况发生时，重复的基因就能够自由地进化出其他的功能。这使得植物能够产生新的机制来制造多种化合物，用于抵御有害微生物和食草动物的侵袭，和吸引蜜蜂等有益物种来协助授粉。

这种罂粟基因组装配允许这些研究人员能够鉴定出聚集在一起产生STORR基因融合的祖先基因，其中这种基因融合是导致吗啡和可待因产生的生物合成途径的第一个主要步骤。罂粟基因组在7800万年前发生一次相对较新的全基因组重复事件。这种基因融合事件在这种全基因组重复事件之前发生。

叶凯教授说，“一种高度重复的植物基因组和过去1亿年间发生的混合进化事件让我们的分析变得复杂。我们利用互补的前沿基因组测序技术、复杂的数学模型和分析方法研究了罂粟基因组的进化历史。”

“令人感兴趣的是，由于一系列重复、重排和融合事件的发生，两种生物合成途径进入相同的基因组区域，从而能够协同产生新的代谢化合物。”

Ning说，“将多种测序技术结合在一起是进行罂粟基因组高质量组装的关键。鉴于它的基因组大小与人类相似，这个研究项目的主要挑战是处理组成70.9％的基因组的重复序列。”（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Li Guo1,2,3,*, Thilo Winzer4,*, Xiaofei Yang et al. The opium poppy genome and morphinan production. Science, Published Online: 30 August 2018, doi:10.1126/science.aat4096.