基因新闻 第14页

2019年1月8日 讯 /基因宝jiyinbao.com/ –从进化的角度来看，辣椒跟番茄是远房表兄弟的关系。它们在1900万年前从共同祖先那里分离。尽管如此，他们仍然分享着一些相同的DNA。

研究人员在1月7日发表在《Trends in Plant Science》杂志上的一篇观点文章中指出，利用最新的基因编辑技术，虽然具有挑战性，但也可能使番茄生产辣椒素。他们的目标不是制备什么黑暗食物，而是出于商业目的：批量生产辣椒素。

（图片来源：www.pixabay.com）

“将辣椒素设计到番茄上会使生产这种化合物变得更容易，更便宜，”资深作者AgustinZsögön说，他是巴西Viçosa联邦大学的植物生物学家。“我们拥有足够强大的工具来设计任何物种的基因组;然而，挑战在于知道要设计哪种基因以及在哪里。”

辣椒素添加的辛辣味道不是味道，而是对疼痛的反应。它们激活舌头中的神经细胞，处理热引起的疼痛，大脑将其解释为灼烧感。有证据表明辣椒素的进化有助于辣椒阻止小型哺乳动物吃水果。而鸟类对分子没有疼痛反应，因此是很好的传播种子的媒介。

“从理论上讲，你可以利用这些基因在番茄中生产辣椒素，”Zsögön说。 “由于我们没有关于番茄果实中辣椒素类途径表达模式的可靠数据，我们必须尝试其他方法。一种是一次激活候选基因，看看会发生什么，产生哪些化合物。“

辣椒基因组的测序以及番茄具有刺激性必需基因的发现为设计辛辣番茄铺平了道路。研究人员写道，这项努力不仅有助于更好地了解这种独特植物学特性的进化，而且可以促进番茄辣椒素类生物制剂的发展，但也许可以在杂货店过道中开发一些新的农产品品种。（生物谷Bioon.com）

资讯出处：Should researchers engineer a spicy tomato?

哀牢髭蟾（Vibrissaphora ailaonica）[Amphibiaweb（2019），Frost（2019）和中国两栖类（2019）将其归为Leptobrachium ailaonicum的同物异名] 俗称“胡子蛙”、“深山角怪”，属两栖纲、无尾目、角蟾科，是中国特有种。该物种具有多个特化的表型，如繁殖季节时，性成熟的雄性哀牢髭蟾的上颚会长出角化的婚刺，繁殖季节结束时脱落。此外，一般情况下，两栖类物种雌性个体显着大于雄性，而哀牢髭蟾的雄性个体却显着大于雌性（体型性别二型性的逆转）。上颚的婚刺可能是性成熟个体争夺巢穴和交配机会的武器；而资源防御、一夫多妻制和雄性亲代照料等可能是雄性体型较大的原因。然而，这些形态差异背后的遗传机制目前仍不清楚。一个高质量的哀牢髭蟾的参考基因组将对研究角化刺和体型性别二型性逆转背后的遗传机制有重要价值。

中国科学院昆明动物研究所副研究员饶定齐和王文课题组合作，运用三代长读长测序技术(PacBio)，结合高通量染色体构象捕获(Hi-C)技术，成功地组装了第一个高质量的染色体水平的哀牢髭蟾基因组。该基因组大小为3.53Gb，其中contig N50长度为821 Kb，scaffold N50长度为412.42Mb。研究人员对蛋白编码基因进行了鉴定和注释。系统发育分析表明，哀牢髭蟾与海蟾蜍、牛蛙、高山倭蛙等亲缘关系较近。并且，与该研究的其它大多数近缘物种相比，哀牢髭蟾有着更快的进化速率。基因家族的扩张和收缩分析确定了几个生物学过程和通路，如免疫途径、角蛋白丝和代谢过程，提示这些生物学过程可能与哀牢髭蟾对其栖息地的特殊适应有关。

该工作不仅为更广泛的比较基因组分析提供了有价值的染色体水平基因组数据，而且为哀牢髭蟾特殊性状的功能研究提供了重要的基因组数据。

该研究以Chromosome-level assembly of the mustache toadgenome using third-generation DNA sequencing andHi-C analysis为题，于9月23日在GigaScience上发表。

昆明动物所博士生李永鑫为文章的第一作者，博士生任彦栋与助理研究员张栋儒为文章的共同第一作者，饶定齐为文章的通讯作者。该研究得到国家重点研究开发项目和国家自然科学基金项目资助。(生物谷Bioon.com）

2018年12月5日 讯 /生物谷BIOON/ –近日，一项刊登在国际杂志Nature Medicine上的研究报告中，来自加利福尼亚大学的研究人员通过研究鉴别出了参与痴呆症患者神经变性发病的遗传过程，相关研究结果或能帮助研究人员开发新型疗法减缓或抑制疾病的进展。

图片来源：UCLA/Geschwind lab

文章中，研究者发现了参与突变的两大类基因，这些基因突变会导致tau蛋白的过量表达，而这是痴呆症患者机体中神经元进行性缺失的标志，尽管本文研究是对痴呆症小鼠模型进行的，但研究人员还进行了额外的试验表明，相同的遗传过程在人类大脑中也会发生。研究人员对一个大型的实验性药物遗传效应数据库进行了搜索，从而确定哪些药物能够改变神经元的缺失或神经变性的发生；在人类细胞培养液中，研究者发现，利用这些分子就能够干预机体的神经变性过程。

研究者Daniel Geschwind教授说道，本文研究是迄今为止相关领域最为全面的一项研究，其鉴别出了机体发生神经变性的根源，并为科学家们提供了新的方向来开发治疗诸如阿尔兹海默病等痴呆症的新型疗法。据美国CDC数据显示，目前在美国有超过500万人群患有阿尔兹海默病或相关的痴呆症，预计到2060年这一数字还会增长近两倍，当前并没有疗法能改变神经变性相关的痴呆症的发生过程。

尽管科学家们鉴别出了痴呆症风险基因，但目前他们并不清楚这些基因如何诱发级联事件，进而导致脑细胞死亡，本文中，研究人员利用系统生物学的方法解开了这一谜题，即利用强大的基因组和分析工具研究人类机体基因组的完整性，同时考虑数千个基因与细胞和其所产生的蛋白质之间复杂的相互作用。研究人员利用系统生物学的技术鉴别出了导致额颞痴呆患者机体中tau蛋白过量产生的突变遗传过程，额颞痴呆是早发性痴呆症的一种，类似的过程在阿尔兹海默病及核上性麻痹中也扮演着关键角色。

研究者指出，为何对痴呆症小鼠模型进行的研究结果无法转化到人类机体中，或许是因为大部分的小鼠研究都依赖于单一的近亲繁殖种；为了增加相关研究发现带来广泛意义的可能性，研究人员在三种遗传特性不相同的小鼠品系中研究了额颞痴呆所诱发的突变，同时他们还分析了小鼠发生神经变性的大脑在不同部位和不同时间点所出现的基因特性，研究者发现了两种基因簇或与所有小鼠模型发生神经变性直接相关，而且均位于大脑的易感区域。

最后研究者Geschwind表示，后期研究人员还希望通过更为深入的研究开发出能有效治疗阿尔兹海默病等痴呆症的新型药物或疗法。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

Vivek Swarup, Flora I. Hinz, Jessica E. Rexach, et al.  Identification of evolutionarily conserved gene networks mediating neurodegenerative dementia, Nature Medicine (2018). DOI: 10.1038/s41591-018-0223-3

11月26日，来自深圳的科学家贺建奎宣布，两名基因被编辑过、能够对艾滋病免疫的女婴日前在中国出生。

这一消息震惊了学术界和公众，专家称两名女婴可能面临潜在健康风险。该研究的伦理审查备受人们质疑。

贺建奎团队另一个使用人类胚胎进行基因编辑的临床试验被曝光。他们计划对400个人类胚胎进行操作，以研究不孕不育等疾病，目前正在进行中，“实验结果暂不公开。”实验募集到的胚胎数量未知。

《人类废弃胚胎，小鼠和猴子胚胎基因编辑安全性评估 》项目的伦理审查申请书。 中国临床试验注册中心网站 图将使用三原核人类胚胎研究“脱靶情况”

世界卫生组织国际临床试验注册平台的一级注册机构“中国临床试验注册中心”网站显示，该研究课题名称为《人类废弃胚胎，小鼠和猴子胚胎基因编辑安全性评估 》，注册号为ChiCTR1800018955。

中国临床试验注册中心网站发布的相关医学伦理委员会审查申请书显示，上述研究由深圳大学附属第三医院（罗湖区人民医院）医学伦理委员会批准。

研究时间为2017年4月至2020年4月。

2017年5月1日，罗湖区人民医院妇产科与生殖医学科主任张帝开签字同意开展这一研究。2017年6月2日，该医院医学伦理委员会主任委员张秀明签字，并盖章“经医院伦理委员会审核无违反伦理。同意其申报。”

覃金洲为该研究的申请人。

罗湖区人民医院官网显示，覃金洲是该院生殖医学科胚胎培养师、细胞研究员，西北农林科技大学与美国亚尼桑那大学联合培养博士，动物遗传育种与繁殖专业。

中国临床试验注册中心网站显示，贺建奎为该课题负责人。

相关信息称，该实验主要使用3PN（三原核）人类胚胎，经过患者知情同意的废弃胚胎。“以女方输卵管堵塞因素导致的不孕为病因来源；年龄23～43岁”“基于动物实验（小鼠和猴子胚胎实验结果），选定CCR5和PCSK9作为研究目标基因。”正常的人类胚胎是2PN（二原核）。

实验的主要指标是“切割效率”和“脱靶情况”。

研究实施地点是深圳大学附属第三医院；被列入的试验主办单位包括南方科技大学、中信湘雅生殖与遗传专科医院、郑州大学第三附属医院、昆明理工大学。

11月26日下午，澎湃新闻多次联系前述申请信息中记录的覃金洲的手机号码，电话一直未能接通。

“基因编辑婴儿”试验信息也在中国临床试验注册中心公布

此外，澎湃新闻发现，贺建奎团队的“基因编辑免疫艾滋病婴儿”临床试验信息也在中国临床试验注册中心公布。该网站显示，参与该试管婴儿基因编辑项目研究的人群是中国境内的已婚夫妇，且女性艾滋病毒血清阴性，男性为阳性。男女22岁-38岁。

相关研究目的称，通过对CCR5基因编辑，获得抗HIV的健康小孩，“为未来在人类早期胚胎彻底消除重大遗传疾病提供了新见解”。

有专家评论称，现有的医疗阻断技术已经可以让前述状况的夫妇有健康的孩子；对CCR5基因进行编辑或修改，可能存在潜在的未知风险。

中国临床试验注册中心网站显示，该研究课题名为《基因编辑人类胚胎CCR5基因安全性和有效性评估》（注册号码：ChiCTR1800019378 ）。覃金洲为联系人，贺建奎为课题负责人。相关文件显示，深圳和美妇儿科医院伦理委员会批准了这一研究。(生物谷Bioon.com）

单碱基编辑技术(Base editor)是基于CRISPR系统的新型靶基因定点修饰技术，在不产生DNA双链断裂的情况下，利用胞嘧啶脱氨酶或人工进化的腺嘌呤脱氨酶对靶位点进行精准的单碱基编辑，从而实现C-T或A-G的替换。目前，基于融合大鼠胞嘧啶脱氨酶APOBEC1的BE3介导的C-T碱基编辑技术已广泛应用在植物中，但该系统仍然存在一定的缺陷，如编辑效率低、编辑的活性窗口相对狭窄以及对GC序列的编辑效率明显降低甚至没有编辑活性等，这些弊端限制了单碱基编辑系统在植物中进行精准和多样化突变的应用。

中国科学院遗传与发育生物学研究所高彩霞研究组前期将BE3应用于植物基因组单碱基编辑中(命名为PBE系统) (Zong et al， Nat. Biotechnol， 2017)。该研究在前期研究基础上利用Cas9变体(nCas9-D10A)融合人类胞嘧啶脱氨酶APOBEC3A (A3A)和尿嘧啶糖基化酶(UGI)，构成新的单碱基编辑系统A3A-PBE，成功在小麦、水稻及马铃薯中实现比PBE更加高效的C-T单碱基编辑。原生质体报告系统以及对小麦和水稻的10个内源基因靶点编辑结果表明，A3A-PBE编辑效率最高可达36.9%， 平均C-T编辑效率为13.1%，比PBE的效率约高13倍；且此编辑系统脱氨化的窗口可覆盖靶序列的17个核苷酸，相比PBE增加了10个核苷酸的活性窗口。更重要的是，A3A-PBE的编辑不受GC序列的影响，依然有着高效的编辑活性，效率可高达42.1%。利用此技术体系，通过基因枪瞬时转化对小麦抗除草剂基因TaALS和对单倍体诱导基因TaMTL进行编辑，效率分别达到22.5%和16.7%，且TaALS突变体对除草剂表现出显着的抗性；通过农杆菌转化法在水稻中的编辑效率高达82.9%。此外，A3A-PBE可对马铃薯内源基因进行高效编辑，效果明显优于PBE，且通过原生质体再生获得了6.5%编辑效率的马铃薯突变植株。A3A-PBE碱基编辑系统具有高效、宽脱氨化窗口及对靶标C上文无序列偏好性等优势，可拓宽植物单碱基编辑的范围。该体系的建立对实现植物基因组大规模体内饱和突变，研究植物基因功能及基因调控元件作用等具有重要的技术支撑意义。

该研究成果于10月1日在线发表在《自然-生物技术》杂志上（Nature Biotechnology，DOI： 10.1038/nbt.4261）。高彩霞研究组的博士生宗媛和宋倩娜为该论文的共同第一作者。相关研究得到国家自然基金委、转基因专项以及中科院的资助。(生物谷Bioon.com）

2019年1月14日 讯 /基因宝jiyinbao.com/ –在最近一项研究中，威斯康星大学麦迪逊分校和加利福尼亚大学旧金山分校的的研究人员利用基因编辑工具CRISPR来研究特定抗生素靶向的基因，寻找如何改善现有抗生素或开发新抗生素的线索。

研究人员将Mobile-CRISPRi从常见的实验室菌株转移到不同的细菌中，甚至包括一些研究不多的微生物。这种易于转移的特性使得该技术成为科学家研究任何导致疾病的有效手段。

（图片来源：ww.pixabay.com）

Peters与Carol Gross，Oren Rosenberg以及加州大学旧金山分校和其他机构的其他同事一起设计和测试了Mobile-CRISPRi。该系统减少了靶基因介导的蛋白质的产生，使研究人员能够确定抗生素如何抑制病原体的生长。

相关成果于1月7日在《Nature Microbiology》杂志上发表。作者们使用被称为CRISPRi的一种缺陷型CRISPR，它只是能够结合在DNA上，但无法切割DNA。这进一步阻止其他蛋白质进入并启动特定基因的表达。

研究人员表明，如果他们减少抗生素靶向蛋白质的数量，细菌对低剂量的药物刺激变得更加敏感 。这种手段一次可以将数以千计的基因筛选为潜在的抗生素目标，帮助科学家了解抗生素的工作原理以及如何改善它们。（生物谷Bioon.com）

资讯出处：Gene-editing tool CRISPR repurposed to develop better antibiotics

11月29日，在埃及沙姆沙伊赫举行的联合国生物多样性公约（CBD）会议上，各国否决了一项暂时禁止释放携带基因驱动生物体的提议。基因驱动是一种基因工程技术，旨在于目标群体内迅速传播突变。

尽管许多环保组织和活动人士支持这项提议，但几十名科学家反对暂停研究。

面对生物技术友好型国家的反对，基因驱动的暂停是不可能成功的，因为对CBD的改变必须由近200个缔约方达成共识来实现。

相反，在为期两周的会议上，代表们同意对条约进行修改，但这些修改非常模糊，以至于基因驱动技术的支持者和怀疑者都在鼓吹胜利。

CBD的签署国同意有必要在个案基础上评估基因驱动释放的风险，并应咨询可能受这种释放影响的当地社区和土着群体。该条约已得到世界上大多数国家的批准。

英国伦敦帝国理工学院进化遗传学家Austin Burt在给媒体的一封电子邮件中表示：“这里的最终协议承认了基因驱动研究代表的巨大机遇，以及确保其负责任地发展所必需的保障措施。”Burt领导的目标疟疾项目打算最早于2024年在撒哈拉以南非洲测试携带了被修改基因的蚊子。

但加拿大渥太华环保组织ETC Group的联合主管Jim Thomas持不同看法。“这是一个关于基因驱动的非常谨慎的决定。”他说，“文中没有提到基因驱动的所谓益处，而只有风险。这不是一个正式的禁令，但已经非常接近了。”Thomas指出，条约将权力交还给社区，让它们决定是否在自己的土地上进行基因驱动试验。

美国北卡罗来纳州立大学生物技术政策专家Todd Kuiken所在专家小组就基因驱动向CBD提出建议。他表示，该文本必须由最终批准基因驱动的国家来解释，因此争论不会很快结束。(生物谷Bioon.com）