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韩春雨基因编辑技术在数百个基因中均重复失败

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韩春雨基因编辑技术在数百个基因中均重复失败

因为大面积无法重复实验,作者和所在单位又不出面应对质疑声,河北科技大学副教授韩春雨领衔的NgAgo基因编辑技术的重复工作已经遇冷。

自2016年5月2日在《自然-生物技术》在线发表论文,NgAgo已经问世5个月,韩春雨在论文中描述的NgAgo是一项和目前主流的“基因魔剪”CRISPR拥有同样效率的基因编辑技术,能高效地实现对特定DNA片段的敲除、加入。

但在近日哥本哈根举办的“CRISPR Genome Editing(CRISPR基因编辑)”大会上,美国、丹麦、德国在基因编辑领域顶尖的实验室参会,却无人提及NgAgo。

美国生物学家张锋、詹妮弗·杜德娜(Jennifer Doudna)、乔治·丘奇(George Church)各自所在的实验室是基因编辑领域的权威。知情人士向澎湃新闻(www.thepaper.cn)透露,张锋实验室无法重复NgAgo实验,丘奇实验室听闻诸多实验室无法重复后,保持观望。有消息称,在今年8月召开的一次重量级内部学术会议上,詹妮弗在问答环节被问及是否重复NgAgo成功,她的回应是否定,澎湃新闻尚未证实这一传言。

NgAgo不仅在国外遇冷。9月27-28日,“中国科协第114期新观点新学说学术沙龙”召开,主题是“基因组编辑新技术的兴起将带来的冲击”。这并非一次没有分量的学术沙龙,国内各大高校、机构近30位基因编辑领域的学者聚集于此,其中包括北京大学生命科学学院教授、中科院院士许智宏以及华大基因杨焕明院士在内。韩春雨不在出席代表之列。

澎湃新闻采访到3位国内基因编辑领域的实验室PI(项目负责人),他们大多坚持不懈地重复了近两个月甚至更久,有的重复了几十次NgAgo实验,投入科研经费20万元;有的在几百个小鼠基因、动物胚胎上试验NgAgo技术,花费10多万元。令他们失望的共同结果是:NgAgo实验不奏效。

“据我了解,绝大多数实验室都已停止对NgAgo的重复。”其中一位PI告诉澎湃新闻,实验室还有其他项目,没有再多的精力和财力投入到NgAgo之中。

因为不愿被过多打扰和迫于压力,3位实验室PI都要求匿名。

可能有“几百家”实验室重复实验,总耗资“几亿美元”

来自内陆某高校的这位实验室PI是最早进行NgAgo重复实验的科研人员之一。他告诉澎湃新闻,在韩春雨论文在线发表的第三天,他看到了论文,并在当天晚上提交了实验设计,让学生开始重复实验。论文所描述的NgAgo性能强大,他觉得兴奋,直观的反应是生理性的,“鸡皮疙瘩起了一身”,“我说‘太好了’,一宿几乎没睡。我是基于科学的激动。”

反差是巨大的。整个5月份,他做了12轮重复实验,都失败。再做,失败,再做,四个月时间里累计做了数十次,花了20万(含人工费),全部重复实验都失败了。

另一位来自沿海地区的实验室PI也在文章刚发表后就去合成质粒,这是NgAgo重复实验必需的材料。他开始在小鼠基因上重复实验,每批几十、上百个小鼠基因,按照韩春雨论文的实验步骤操作,想看看NgAgo的切割效率如何。两周后,第一批实验结果出来,没有一个小鼠基因出现了被编辑的迹象。

他去问了一圈领域内熟识的同行,“他们都没重复出来”,有的到Figuer3C(图3C)能重复,但一做测序都是假阳性。

是不是没有注意到什么细节?他去韩春雨所指定的生物公司合成质粒,把小鼠细胞替换成293人类细胞,“完全按照他(韩春雨)一模一样”地重复实验,还是失败。反反复复,总共分别做了7、8次小鼠和人类细胞,无一例外地失败。

10多万人民币、操作重复实验的学生几十天的时间、实验室其他项目放缓的进度,这些都折算在重复NgAgo实验失败的成本里。

这位PI向澎湃新闻表示,NgAgo实验是工具性的、定性定量的,正是因为韩春雨在论文中所描述的NgAgo太高效了(21.3%?41.3%),并在40多个位点都保持高效率,还没有序列限制,所以全球基因编辑领域的实验室才立即跟进。

“如果说一般般的效率,没人会去重复,因为大家用CRISPR已经用得很好。”他估算,国内外有几百个实验室进行NgAgo实验,加上人力成本,所耗费的资金或许可达几亿美元。

第三位实验室PI来自北方某研究机构,他没有统计过实验室为NgAgo投入了多少钱,“肯定的是,至少有一个学生两个月的时间浪费在上面,而且我们在合成基因上也花了不少钱,做了很多小鼠实验,这个花费会更多一些。我们做了好几百个胚胎,没有确切的结果。所以还是比较令人失望的事情。”

“我有两个学生,独立地在重复,严格地按照他(韩春雨)发表的细胞系,他发表的序列和他描述的方法,我们也尝试了去改进,但没有阳性结果。所以我们也就不想再在这上面浪费时间了。”这位PI说,整个过程他经历了从惊讶、兴奋到最后的失望。

PI们的一些反驳和疑惑

疑惑和争议还不只是对待屡试屡败的重复实验结果。上述实验室PI们对韩春雨的一些说法进行了反驳。

韩春雨公开回应,实验需要“高超的技巧”,并曾向澎湃新闻表示,80%的重复实验是因为细胞被污染,因为总是学生在操作实验,没有接受过严格的科研训练。来自沿海地区的这位PI则告诉澎湃新闻,NgAgo实验很简单,“随便一个新入学的博士,训练一个星期就可以做得很好”,并提及完成整个实验仅需一个星期,并非韩春雨所说“一个月还没做完一轮”。

对于涉及“实验机密”问题,该PI表示,“不存在保守技术涉密的,保守技术就不要发文章,仅申请专利也行”,论文一旦刊发,意味着有义务在科学共同体内共享能让实验顺利进行的信息。这对作者而言并非没有益处,能让更多的同行重复成功,可以建立起自己在科学共同体内的声誉,这对科学家来说并非可有可无,而是至关重要的,关系到今后学术论文发表。

作为解决同一问题的技术,CRISPR在诞生之初是不是如韩春雨所说效率“只有1%”?上述PI告诉澎湃新闻:“CRISPR在一两周内就重复出来了,而且开放共享。刚出来的效率非常高,而且意外地高,我们都很惊讶。”

是否有阵营之间相互打压之说?在网络流传的一段电话录音里,韩春雨对一位外校学生表示,NgAgo的成功会让CRISPR阵营失去上亿元,暗示CRISPR阵营正在打压NgAgo。来自北方某个研究机构的PI否定了这个说法,“科学就是就事论事,你别提以前谁做什么的。根本不是阵营的问题,这就是科学。”

在韩春雨共享给同行的质粒上,两位PI无一不表示了困惑。

其中一位PI透露,自己曾派学生前往石家庄,希望韩春雨能提供论文中的质粒,但拿回去后PI发现,“他没有给我们这个原本的质粒,他给的是一个编码酶的基因在细菌里表达的载体(论文中为在人类细胞表达的载体)。”而NgAgo酶要工作,必须在一个合适的载体上。

另一位PI反映了类似的信息,PI的一位同行朋友同样派人去了石家庄,但“韩春雨给的质粒信息不全,都很奇怪。有的质粒没有promoter(启动子)有些没有stop codon(终止密码子)(注:这两个等同于“开关”,没有前者基因不能表达成蛋白质,没有后者蛋白质翻译无法停止)。”

PI们都向澎湃新闻表示了担忧,NgAgo技术的大面积无法重复或将影响中国科研者整体的国际学术声誉,“以后看到中国出来的(论文)都会怀疑一下。”

“我觉得确实,重要的是,国内的这个领域应该是有一个明确的声音来质疑这件事情,否则大家会觉得中国的这个领域是没有客观性的。也就是说,你可能需要一个自我纠错能力吧?”其中一位PI说。

在“中国科协第114期新观点新学说学术沙龙”上,数十位基因编辑领域专家达成了八条共识,其中包含了以下内容:

“‘科学家必须自律,行业要有行规’,基因组编辑技术威力巨大,科学工作者应加强自身的科学素养,摒弃急功近利,认真踏实、稳扎稳打地做好研究,努力建设培养良好的学术风气和研究氛围。”(生物谷Bioon.com)

完善基因检测解决方案 实现KapaBiosystems产品线整合

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罗氏诊断在华推广KAPA NGS新一代测序系列产品

(2016年10月1日,上海)全球体外诊断市场领导者–罗氏诊断正式宣布完成对KapaBiosystems(简称Kapa)公司KAPA Next Generation Sequencing(NGS,新一代测序)系列产品的全面整合。自今日起,罗氏诊断中国将直接出售、分销和支持KAPA NGS和HiFi系列产品,为科研机构、临床研究中心、检测实验室和生物科技公司提供完整的基因检测解决方案。

基于开发差异化新一代代测序产品线的承诺,罗氏诊断于2015年收购了新一代测序上游工作流程的核心试剂品牌领导者–美国Kapa公司。Kapa率先采用定向进化技术平台(Directed Evolution Platform)这一在实验室中模拟自然筛选的蛋白质工程技术,针对特定应用的特殊要求,在巨大的人工突变库中大通量、快速地筛选出性能优异的定制酶,加快了开发高性能分子生物学试剂的进程,对DNA和RNA的新一代测序、DNA扩增和分子诊断,提供性能卓越的酶制剂。

Kapa的专利技术和KAPA NGS系列产品进一步丰富和完善了罗氏现有的基因测序产品线,成为罗氏基因检测解决方案的完美补充。在新一代测序全流程中,KAPA NGS系列产品将提供每个样本制备步骤的对应产品,涵盖基因组、转录组、表观遗传组学等当前新一代测序可及的全部实验流程,不仅能满足DNA和RNA文库构建、文库扩增、文库定量和人基因组DNA样本质量控制的全流程要求,并且能够提供磁珠、建库接头、核糖体RNA去除、DNA片段化等模块,为用户提供出色的建库性能,快速精简的实验流程,具有多种应用的适用性和模块组合灵活性,并能对接多种自动化平台,轻松实现自动化。

罗氏诊断中国总经理黄柏兴教授表示:”罗氏诊断始终致力于推动基因组学和测序领域的发展。经过了一年的整合,KAPA NGS系列产品的正式加入,将进一步丰富罗氏现有的专业技术和测序产品线。凭借专业和效率,罗氏诊断中国将一如既往为客户提供最优质的产品和服务。相信Kapa简化的工作流程和专业的技术支持将为国内用户带来极大的便利和极高的价值,全面满足客户需求。”

关于罗氏诊断

罗氏诊断致力于开发和提供从疾病的早期发现、预防到诊断、监测的创新、高性价比、及时和可靠的诊断系统和解决方案,从而帮助医务人员提高患者的治疗效果,改善人们生活质量,并减少社会医疗成本。

罗氏集团拥有医疗行业唯一一个涵盖诊断和制药领域创新领导者的独特地位。这一结合使我们能够应用突破性的疾病知识来开发创新产品、发现和监测疾病,并引导治疗方案的选择。

2000年8月,罗氏诊断产品(上海)有限公司作为外商独资公司在上海外高桥保税区成立,开展中国大陆的业务。
公司自成立以来业务不断增长,规模也不断壮大,是中国体外诊断市场的领导者。至今,公司拥有2,000多名员工,分布在全国70多个城市。公司总部位于上海,在北京、广州、南京和杭州均设立了分公司。

公司产品销售及服务网络遍布全国各地,以其一流的技术产品,配以完善的服务赢得了广泛的市场及信誉。罗氏诊断对中国市场作出坚定的承诺,将以提高检测效率和医学价值来为中国的医疗健康事业和人民生活质量的提高作出卓越贡献。

关于KapaBiosystems

KapaBiosystems由Trey Foskett、Paul McEwan、Ron McEwan和Chris McGuinness共同创建于2006年,公司率先采用定向进化技术开发出一系列高性能试剂广泛应用于生命科学领域。全世界成千上万的科学家使用KapaBiosystems的产品,并在4,000多期同行查阅出版物中被引用。KapaBiosystems将继续致力于开发创新型的解决方案,用以加速基因组研究,推动癌症以及复杂遗传性和传染性疾病的诊断、监测和治疗。

KapaBiosystems总部位于马萨诸塞州的威尔明顿,在南非开普敦建有研发和生产基地。
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新方法有效鉴定癌症相关基因突变!

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新方法有效鉴定癌症相关基因突变!

科学家已经确定了数以千计的之前被忽视的(尽管罕见)可能有助于癌症生长的遗传突变。这些在PLOS计算生物学杂志上发表的研究结果可以帮助为研发新药铺路。

当细胞中的遗传突变导致肿瘤的异常生长时,出现癌症。一些癌症药物通过靶向针对一般形式的突变蛋白质(因为编码它们的基因发生突变)来攻击肿瘤细胞。然而,目前仅已确定了一小部分对癌症有显着促进作用的突变。

马里兰大学的托马斯·彼得森及其同事开发了一种新的统计分析方法,其使用癌症患者的遗传数据来发现致癌突变。与以前关注个别基因突变的研究不同,新方法解决了相关蛋白家族共享的类似突变。

具体来说,新方法重点集中在被称为蛋白质结构域的蛋白质的亚组分中的突变上。即使不同的基因编码它们,不同的蛋白质可以共享共同的蛋白质结构域。该新策略利用蛋白质结构域和功能的现有知识来确定蛋白质结构域内位置更突出的肿瘤

使用这种新方法,研究人员确定了数千种罕见的肿瘤突变发生在与其他肿瘤的其他蛋白质中发现的突变相同的结构域位置——暗示着它们可能参与癌症的发生。

Maricel Kann研究的资深作者说:“也许只有两名患者在特定蛋白质中有突变,但是当你意识到这一区域与癌症患者其他蛋白质的突变位置完全相同时,你就意识到重要的是研究这两个突变。

研究人员已经提出术语“oncodomain”是指更可能含有致癌突变的蛋白质结构域。 Oncodomains的进一步研究可以帮助药物开发:“因为这么多蛋白质的结构域是相同的,”Kann说,“单次治疗可能会解决广泛的突变型蛋白质引起的癌症。”(生物谷Bioon.com)

这绝对是未来基因转导的黑科技:纳米颗粒让CAR-T细胞直接在体内产生

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这绝对是未来基因转导的黑科技:纳米颗粒让CAR-T细胞直接在体内产生

Matthias Stephan博士及其团队设计的纳米颗粒的横截面,显示了内部包装的T细胞编程基因。涂覆颗粒的黄色分子有助于其粘附到T细胞上。橙色聚合物有助于将基因捆绑并携带到细胞核中。

近日,《Nature》子刊发文,美国西雅图福瑞德-哈金森肿瘤研究中心开发出一种可生物降解的纳米颗粒,能在体内编程T细胞,使其可以识别和攻击癌细胞。研究发现经纳米颗粒编程后的T 细胞(免疫细胞),可以快速清除白血病小鼠体内的癌细胞,缓解小鼠病情进展。

据目前所知,这是首次在体内快速编程 T 细胞(不需要在实验室里将T细胞提取出来),重新编程的 T 细胞可以在 24 小时至 48 小时内开始发挥功能,并且在几周的时间内持续产生这些识别肿瘤细胞的受体。使免疫系统能迅速产生足够强的反应,及早杀死癌细胞。

颠覆传统,首次体内改造T细胞

细胞免疫疗法在临床试验中显示出广阔的应用前景,但是所面临的挑战一直是让它们更加广泛地可获得,和能够快速地部署它们。

Stephan构建出他的T细胞纳米颗粒(T-cellhoming nanoparticle),是为了让更多的患者受益于癌症细胞免疫疗法。

虽然基于细胞的杀伤性免疫疗法目前仅通过临床试验获得,但对于具有肿瘤与常规治疗方法相冲突的某些白血病患者来说,其具有巨大的潜力。T细胞攻击癌细胞,无疑是研究人员创造活体抗癌疗法的最佳突破口。

这绝对是未来基因转导的黑科技:纳米颗粒让CAR-T细胞直接在体内产生

CAR-T疗法(嵌合抗原受体T细胞)应运而生,和其它免疫疗法类似,它的基本原理就是利用病人自身的免疫细胞来清除癌细胞,这种新的治疗策略的关键之处在于识别靶细胞的被称作嵌合抗原受体(CAR)的人工受体,而且在经过基因修饰后,病人T细胞能够表达这种CAR。

在人体临床试验中,科学家们通过一种类似透析的过程提取出病人体内的一些T细胞,然后在实验室对它们进行基因修饰,将编码这种CAR的基因导入,这样这些T细胞就能够表达这种新的受体。这些经过基因修饰的T细胞在实验室进行增殖,随后将它们灌注回病人体内。这些T细胞利用它们表达的CAR受体结合到靶细胞表面上的分子,而这种结合触发一种内部信号产生,接着这种内部信号如此强效地激活这些T细胞以至于它们快速地摧毁靶细胞。

此外,患者必须忍受化疗对抗癌症的同时破坏体内其他免疫细胞,这为他们即将获得的新一代CAR -T细胞提供空间。

但目前的过程对于一些病人来说也是耗时且危险的。T细胞取自患者,然后在实验室进行遗传工程化和培养,以便后续输注回个体,这可能需要几周才能产生足够数量的细胞。在重新设计的细胞可以被引入之前,患者还必须进行化学疗法作为癌症辅助治疗。据相关报道表示,在CAR-T细胞输注之前的化疗很可能跟临床试验中的患者脑水肿死亡或大脑肿胀有关系。

这绝对是未来基因转导的黑科技:纳米颗粒让CAR-T细胞直接在体内产生

那相比较传统的CAR-T制备过程,Stephan博士的方法要显得更为简单安全,艰巨而耗时的T细胞编程步骤都是在体内发生,在这项新的研究中,Stephan和他的团队开发出了可传递CAR编码基因的生物可降解的纳米颗粒,并利用分子标记,使其像毛刺一样粘附在T细胞上。一旦T细胞吞噬掉这些颗粒物,它们便沿着细胞的内部运送系统进入细胞核并随后溶解。其所携带的 CAR 基因会被整合到细胞核内的染色体中,使 T 细胞可以在一两天内对新基因进行解码并产生 CAR。几天之内,一支癌细胞“连环杀手”军队即可建成。

研究使用临床前白血病的小鼠模型,Stephan和他的同事们将纳米粒子编程方法与先化疗再输注在实验室中经过编程表达CAR的T细胞进行了比较,纳米颗粒编程的CAR- T与传统灌注的CAR-T细胞相比毫不逊色,小鼠实验表明,利用纳米颗粒或灌注的CAR-T细胞进行治疗可让这些小鼠的存活期从平均两周增加到平均58天。

这绝对是未来基因转导的黑科技:纳米颗粒让CAR-T细胞直接在体内产生

Stephan博士

不在等待,让CAR-T疗法随时随地

事实证明,纳米粒子可以产生与现有方法相似的抗癌强度的T细胞,但是相比较来说,纳米粒子更加廉价并且易于生产。Stephan希望他能够为患者提供更温和,更容易和更便宜的方法来提供免疫治疗。

与输注的CAR -T细胞相比,纳米颗粒编程的T细胞不依赖于化疗来清除它们的方式;事实上,针对纳米颗粒靶向存在的T细胞越多越好。

Stephan博士说:“我们正在使用患者的T细胞。新颖的是,在理论上,白血病患者根本不需要化疗的一线治疗。”

由于纳米粒子廉价且易于生产,他相信这会成为像Keytruda或化学疗法一样容易地存储和作为基于抗体的免疫疗法进行治疗的方法,但是它以和遗传工程T细胞相同的方式对待免疫系统。

Stephan博士表示他们正在结合所有技术的优点,不久之后,纳米粒子可以使细胞免疫治疗成为“在癌症确诊之日,病人就可以在生活附近的门诊进行这种治疗。”

下一步发展方向,新型疗法即将到来

诸多临床试验表明,细胞免疫疗法很有前途,但要广泛用于临床治疗还面临不少挑战。目前进行细胞免疫疗法通常需要几周时间,因为必须要将 T 细胞从患者体内取出,在特殊的细胞处理设备中培养,进行基因工程改造后,才可再次注入患者体内。而有了新的纳米颗粒,就可以消除这一耗时费钱的步骤,这无疑会推动细胞免疫疗法的应用。

当然在能够开展人体临床试验之前,Stephan纳米颗粒还有很长的路要走。他正在寻找新的策略来开发基因运送-表达系统,并且希望能和与有能力制造临床级纳米颗粒的公司合作。弗雷德·哈奇森中心也就该流程申请了美国和国际专利, Stephan为发明人。

此外,Stephan也专注于实体瘤的研究,并与来自弗雷德-哈金森癌症研究中心的几个研究小组共同合作。

而且,他补充说:“免疫治疗只能是开始,我们希望这可以用于肝炎等传染病。这种技术可能向患者提供他们自己身体中没有的受体,而只需要一小部分程序化的T细胞来抵抗病毒”。

尽管这种编程T细胞的方法离实际应用还有很远,但Stephan相信,未来可生物降解的纳米粒子定会改变基于细胞的免疫疗法,无论是癌症还是传染病都将可以在任何地方获得治疗。

Stephan表示很兴奋,基于纳米粒子的免疫治疗可能是“即将到来的一件事”。(生物谷Bioon.com)

药明康德美国费城细胞及基因疗法生产新基地投产

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上海和费城2016年10月7日电 /美通社/ — 药明康德今日宣布其在美国费城的创新细胞及基因疗法研发生产新基地投入正式运营。新基地占地150,000平方英尺(约14,000平方米),是药明康德在费城的第三座细胞疗法生产设施,计划容纳200多名生产技术人员。美国宾夕法尼亚州副州长Mike Stack和药明康德董事长兼首席执行官李革博士参加了新基地的开幕仪式。

“药明康德新基地的投产将提供更多就业机会,进一步推动费城作为美国生物技术及细胞基因疗法创新中心的发展。”宾夕法尼亚州副州长Mike Stack表示,“药明康德这样全球领先的生物医药研发生产企业在本地的快速发展也表明费城和宾州是科学技术企业创新发展的乐土。”

此次投产的费城新基地将专门生产使用病毒载体的细胞疗法产品,如嵌合抗原受体T细胞(CAR-T)产品。与此同时,通过对病毒载体生产进行扩充,新基地还将支持基因疗法的临床和商业化生产项目,包括使用2000升一次性生物反应器的大规模生产。药明康德目前在费城拥有20,000平方英尺的cGMP细胞疗法生产设施以及50,000平方英尺生产同种异体和自体细胞疗法的商业化生产设施。此次新基地的投产标志着药明康德在该领域已经建立了220,000平方英尺(约20,000平方米)的研发生产能力,将为细胞及基因治疗领域快速增长的需求提供从工艺开发到临床和商业化cGMP生产以及分析测试的一站式服务。

药明康德董事长兼首席执行官李革博士表示,“像CAR-T这样先进的细胞和基因疗法为癌症和遗传疾病患者提供了全新的治疗选择,我们非常高兴能够在该领域为行业合作伙伴提供世界一流的研发和生产支持,帮助推动这一前沿治疗领域的快速发展。”

药明康德美国区高级副总裁Felix Hsu表示,“药明康德非常荣幸能够成为费城地区细胞和基因疗法的重要生产中心,为广大客户提供一体化的临床和商业化生产解决方案。”

Cell Research:北京基因组所等发现RNA甲基化调控基因出核新机制

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Cell Research:北京基因组所等发现RNA甲基化调控基因出核新机制

中国科学院北京基因组研究所精准基因组医学重点实验室及遗传与发育协同创新中心杨运桂研究组和郑州大学第一附属医院生殖与遗传专科医院孙莹璞研究组、中国科学院生态环境研究中心汪海林研究组合作研究,揭示了m5C(5-甲基胞嘧啶)修饰在mRNA的分布图谱规律及其对调控mRNA出核作用新机制。该研究成果以5-methylcytosine promotes mRNA export–NSUN2 as the methyltransferase and ALYREF as an m5C reader 为题,于4月18日在《细胞研究》(Cell Research)杂志发表。

研究团队首先建立改进的RNA m5C单碱基分辨率高通量测序与生物信息分析技术,揭示了mRNA m5C的分布规律,并绘制了精细的m5C修饰图谱,发现m5C在mRNA的翻译起始位点下游有显着富集,并且主要分布于CG富集区域。通过分析对比人和小鼠不同组织,发现m5C在mRNA上的分布特征在哺乳动物中十分保守,而在不同组织中修饰的基因具有特异性。研究团队同时发现,在小鼠睾丸发育过程中,动态的m5C修饰基因显着富集于精子发育相关功能,提示m5C修饰参与生殖发育调控。

在获得精细的RNA m5C单碱基分辨率修饰图谱后,研究团队发现NSUN2蛋白是主要的mRNA m5C甲基转移酶,其活性依赖于C271和C321位点,且NSUN2功能缺失导致mRNA的出核受到抑制。通过进一步的研究发现,出核调控蛋白ALYREF通过第171位赖氨酸特异性结合m5C修饰位点,从而促进mRNA出核。至此,研究团队发现了mRNA m5C主要甲基转移酶NSUN2(Writer)及其第一个结合蛋白ALYREF(Reader),并揭示了m5C调控mRNA出核的重要功能。

RNA甲基化是表观转录组调控的一种重要形式,对RNA转录后调控以及恶性肿瘤等相关疾病的诊断和治疗有重要意义。杨运桂研究团队一直致力于该领域的研究,参与发现了RNA甲基化修饰m6A相关酶(Jia et al. Nature Chemical Biology 2011; Zheng et al. Molecular Cell 2013; Ping et al. Cell Research 2014)及其甲基化位点选择性机制(Chen et al. Cell Stem Cell 2015)和m6A修饰外显子被保留现象(Zhao et al. Cell Research 2014),m6A结合蛋白YTHDC1(Xiao et al. Molecular Cell 2016)和YTHDF3 (Li et al. Cell Research 2017) 分别调控mRNA剪接和翻译机制,阐明了mRNA m5C修饰规律、甲基转移酶和结合蛋白及其调控mRNA出核机制。本次发表的研究成果将为进一步研究RNA甲基化调控的生物功能和RNA表观遗传提供依据,为研究与正常生理或异常病理生命活动关联分子机理提供新的表观调控研究方向。

该项研究得到科技部、国家自然科学基金和中科院先导等项目的支持。(生物谷Bioon.com)

基因“好”“坏”,大数据说了算

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基因“好”“坏”,大数据说了算
为什么白菜有卷心不卷心之分,颜色也有黄绿蓝白多种,但同属十字花科的拟南芥,全世界的却都长一个样?4 月 18 日,科技日报记者从江苏省农业科学院获悉,该院杜建厂研究团队发现,基因性质在很大程度上取决于选择方式,白菜的多样性可能是因为正选择作用基因较多。
根据自然选择方式的不同,基因一般可分为两种类型,一种是受正选择作用的基因,即“好”基因,这种基因在突变时能使机体朝着有利于自身生存的方向发展;另一种是受负选择作用的基因,即“坏”基因,这种基因“可能会致死,突变之后个体没办法存活”。科学家认为,正选择是生物进化的主要动力,但在生物体内,具有正选择作用的基因很少,只占 1 /10 左右。
目前,这两类基因在进化速率、结构特征和表达模式上的差异以及差异背后的内在机制一直缺乏系统的研究。杜建厂团队运用大数据生物信息学方法,系统研究了白菜和甘蓝共有的 2 万多个基因的基因特性。结果显示,与负选择基因相比,正选择基因具有较高的非同义替换速率、较低的同义替换速率、较短的基因长度、较少的外显子数量、较强的功能特异性、较低的表达量,以及较高的组织表达特异性。
科研人员对拟南芥也作了相关研究,并得到了基本一致的结论。这表明,在芸薹属植物基因组中,基因性质在很大程度上决定于选择方式。这项研究不仅丰富和完善了有关基因分子进化的理论,还鉴定出一批有关含油量、开花、抗病、硫代葡萄糖苷等方面的基因,为芸薹属作物的分子育种和品种改良提供了基因资源和理论依据。近日,该成果已发表在植物学领域知名刊物《植物杂志》上。(生物谷 Bioon.com)

水稻孕穗期耐冷基因研究取得新进展

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水稻孕穗期耐冷基因研究取得新进展
近日,中国农业大学李自超团队在水稻孕穗期耐冷基因克隆与进化研究中取得新进展。他们发现,编码作物中十分保守的蛋白激酶基因 CTB4a,能够提高水稻生殖生长期的耐冷性,在低温条件下水稻保持较高花粉育性,从而提高结实率和产量。该研究在《自然通讯》(Nature Communications)上在线全文发表。
李自超课题组与云南农科院合作,利用孕穗期耐冷高原粳稻和冷敏感粳稻为亲本,通过多年杂交和回交构建一系列孕穗期耐冷近等基因系和定位群体,把其中第 4 号染色体上的耐冷 QTL qCTB4- 1 精细定位在 56.8 Kb 区间内,结合核苷酸序列分析和表达分析确定 CTB4a 为候选基因,通过转基因和突变体材料的耐冷性鉴定,最终验证了 CTB4a 的耐冷功能。
进一步研究发现,亲本启动子变异是引起耐冷性差异的根本原因,单倍型分析发现耐冷单倍型 Tej-Hap-KMXBG 是温带粳稻在低温环境驯化产生的。此外,研究发现 CTB4a 与 AtpB 互作,通过介导冷胁迫下 ATP 含量调控水稻应对低温胁迫的能力。CTB4a 基因的克隆为水稻耐冷理论研究积累经验和数据,也为水稻耐冷育种提供了重要的基因资源。(生物谷 Bioon.com)

Scientific Reports:普通小麦TaGS2基因表达调控研究获进展

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Scientific Reports:普通小麦TaGS2基因表达调控研究获进展

普通小麦是全球重要的粮食作物之一,含有A、B和D三个基因组,不同基因组的同源基因在多倍化过程中会出现功能分化或冗余。解析基因组同源基因表达调控机理有助于加深对功能基因的理解,为小麦新品种设计和培育奠定理论基础。中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心李俊明研究组在表观遗传学及染色质结构参与六倍体小麦基因组同源基因表达调控中取得了新进展。

该研究利用科农9204小麦缺失突变体证明,氮代谢过程关键基因TaGS2 的基因组同源基因(TaGS2-A、TaGS2-B 和TaGS2-D)功能冗余。TaGS2表达具有明显的时空特异性,主要在地上部早期叶片中表达,其中TaGS2-B表达显着高于TaGS2-A和TaGS2-D,而根中表达受到抑制。ChIP和BSP结果证明,TaGS2时空表达特异性以及基因组同源基因表达差异受到组蛋白H3K4m3和DNA胞嘧啶甲基化的共同调控。对染色质结构的研究表明,启动子区域的核小体分布主要参与TaGS2的时空表达调控。相比之下,转录区域的核小体分布主要参与微调TaGS2基因组同源基因表达差异。研究结果表明,组蛋白修饰、DNA甲基化以及核小体分布三者协同调控了氮代谢关键基因TaGS2 表达。

这一研究成果公布在《科学报告》(Scientific Reports,DOI:10.1038/srep44677)杂志上,李俊明研究组的副研究员张玮、中科院成都生物研究所博士樊小莉、河北师范大学高英杰为共同第一作者。该研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划等项目的资助。(生物谷Bioon.com)

 

FDA授予艾伯维泛基因型丙肝鸡尾酒ABT-493/ABT-530突破性药物资格

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FDA授予艾伯维泛基因型丙肝鸡尾酒ABT-493/ABT-530突破性药物资格

2016年10月07日讯 /生物谷BIOON/ –美国生物技术巨头艾伯维(AbbVie)开发的泛基因型丙肝鸡尾酒ABT-493/ABT-530(glecaprevir/pibrentasvir,G/P)近日在美国监管方面传来喜讯。美国食品和药物管理局(FDA)已授予ABT-493/ABT-530治疗基因型1丙型肝炎(GT1-HCV)的突破性药物资格,具体为既往接受直接作用抗病毒药物(DAAs,包括NS5A抑制剂和/或蛋白酶抑制剂)治疗失败的GT1-HCV群体。

ABT-493/ABT-530(300mg/120mg)是一种全口服、每日一次、无利巴韦林、泛基因型丙肝鸡尾酒,开发用于全部6种基因型丙肝的治疗;其中,ABT-493(glecaprevir,G)是一种NS3/4A蛋白酶抑制剂,ABT-530(pibrentasvir,P)则是一种NS5A抑制剂。除了ABT-493/ABT-530之外,艾伯维目前也正在调查全口服丙肝鸡尾酒Viekirax+Exviera 8周治疗方案的疗效和安全性。根据上周公布的III期临床数据显示,Viekirax+Exviera 8周方案一线治疗基因型1b丙肝(GT1b-HCV)的治愈率(SVR12)达到了98%之高。

FDA授予ABT-493/ABT-530突破性药物资格,是基于II期MAGELLAN-1临床研究的积极数据。目前,艾伯维正在积极推进泛基因型丙肝鸡尾酒ABT-493/ABT-5306的全球性III期临床项目,评估治疗全部6种基因型丙肝的疗效和安全性。该项目包括6个III期临床研究,其中:

4个ENDURANCE研究在无肝硬化的丙肝群体中评估泛基因型丙肝鸡尾酒ABT-493/ABT-530治疗12周的疗效和安全性。具体为,ENDURANCE-1研究在基因型1丙肝(GT1 HCV)患者中开展,比较ABT-493/ABT-530治疗12周和治疗8周的治愈率(SVR,持续病毒学应答);ENDURANCE-2研究在基因型2丙肝(GT2 HCV)丙肝患者中开展,评估ABT-493/ABT-530相对于安慰剂的疗效和安全性;ENDURANCE-3研究在初治(treatment-naive)基因型3丙肝(GT3 HCV)患者中开展,比较泛基因型丙肝鸡尾酒ABT-493/ABT-530与百时美开发的丙肝鸡尾酒sofosbuvir/daclatasvir的疗效和安全性;ENDURANCE-4研究在基因型4-6(GT4,GT5,GT6 HCV)丙肝患者中开展。

2个EXPEDITION研究在难治性丙肝群体中开展,评估泛基因型丙肝鸡尾酒ABT-493/ABT-530的疗效和安全性。具体为,EXPEDITON-1研究在伴有代偿性肝硬化(Child-Pugh A级)的基因型-1、-2、-4、-5、-6丙肝患者中开展。EXPEDITION-4研究在伴有重度肾功能损害及终末期肾病(ESRD)、伴或不伴肝硬化的基因型1-6丙肝患者中开展。

这些研究的更多信息详见www.clinicaltrials.gov (NCT02604017, NCT02640482, NCT02640157, NCT02636595, NCT02642432, NCT02651194)。据估计,全球大约有1.6亿丙肝患者,GT1在6种主要丙肝基因型中最为普遍,影响大约8300万例患者。(基因宝jiyinbao.com)

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原始出处:AbbVie’s Investigational HCV Regimen Receives U.S. FDA Breakthrough Therapy Designation

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