基因新闻 第177页

2016年9月20日，北京泛生子基因科技有限公司宣布，已完成数亿元人民币B轮融资。本轮投资由中源协和细胞基因工程股份有限公司领投，新天域资本以及泛生子A轮投资方分享投资、约印创投、嘉道功程等数家投资机构跟投。

成立两年余时间内，泛生子已顺利完成产业化基础布局，本轮融资将用于：

1.加速产业链上下游拓展：加快基因诊断仪器及试剂盒研发及临床转化，布局治疗领域的研发合作。

2.巩固并继续扩张市场及渠道：目前泛生子已与全国数十家重点科研及医疗机构合作近百个科研项目，并与近百家三级甲等医院及其它医疗机构深入合作。新资金将用于市场战略的进一步落地、拓展全国渠道及营销网络。

3.完善产品线：研发并落地更细分、更贴合中国市场需求的产品线。

4.大数据建设：加速自有数据积累和深度挖掘。

北京泛生子基因科技有限公司领导团队
左起：首席科学家阎海教授，首席执行官王思振先生，首席运营官洪颖先生

泛生子北京医学检验所

泛生子北京洁净间

泛生子Illumina Hiseq X Ten测序平台

关于泛生子基因：
中国最早一批专注于癌症精准医疗的基因科技公司，公司科研团队拥有二十余年癌症基因组学研究及临床转化经验，已产出数十篇顶级研究论文，并拥有多项国际领先专利。两年来与中国诸多医疗机构及一流科研院所合作，在《Nature Genetics》等世界顶级学术期刊发表研究成果共六篇。泛生子拥有丰富、覆盖多癌种的临床诊疗产品线，产品覆盖了癌症全周期（风险评估、分子病理诊断、用药指导和预后监测）管理，致力于将基因组学有效应用，协助医疗专家、科研机构等，竭力服务中国乃至全球的癌症患者及高危人群。
 
成立短短两年多时间内，泛生子已建成国际先进的多元化检测技术平台（包括Illumina Hiseq X Ten在内）及生物信息分析平台，成立了美国北卡、中国北京双研发中心，并在北京、上海、杭州建成了总面积超过8,000平米的临床医学检验中心。同时，泛生子更构建了专业的市场、产品、医学、科研团队，以及覆盖中国东、南、西、北、北京五大区的销售网络。
  
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（生物谷Bioon.com）

2017年1月31日/生物谷BIOON/—在一项新的研究中，来自美国俄勒冈健康与科学大学的研究人员开发出一种快速地和高效地绘制体内单细胞基因组图谱的方法。相关研究结果于2017年1月30日在线发表在Nature Methods期刊上，论文标题为“Sequencing thousands of single-cell genomes with combinatorial indexing”。这些发现为癌症和很多其他疾病的精准治疗取得重大进展铺平道路。

经证实单细胞基因组测序在检测细胞内（特别是肿瘤内）的基因变异中是有非常价值的。然而，缺乏一种高效的节省成本的方法来绘制大量单细胞的基因组图谱，这就使得描述癌性肿瘤或者体内的其他细胞类型的特定遗传组成所需的稳健分析很难开展。

这项研究展示了一种多次对细胞进行条形码编码随后对它们进行测序的方法。这种方法极大地扩大了能够绘制基因组图谱的单细胞数量。

论文通信作者、俄勒冈健康与科学大学医学院分子与医学遗传学助理教授Andrew Adey博士说，“肿瘤持续地发生进化，和持续地发生变化。如果我们能够破解肿瘤的不同细胞组分，那么我们能够更加精准地靶向这种癌症。”

利用开发出的细胞索引方法，研究人员构建出16,698个单细胞的基因组文库，这大约比利用常规方法能够构建出的基因组文库大小高出两个数量级。在接下来的研究中，Adey希望扩大在单细胞中能够获取的信息类型，包括在体内不同细胞类型之间差异很大的表观遗传性质。

Adey说，“这将会取得重大进步。通过与来自俄勒冈健康与科学大学的其他研究人员合作，我们希望开始在临床研究中非常快速地使用这种工具。”（生物谷 Bioon.com）

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Sequencing thousands of single-cell genomes with combinatorial indexing

Sarah A Vitak, Kristof A Torkenczy, Jimi L Rosenkrantz, Andrew J Fields, Lena Christiansen, Melissa H Wong, Lucia Carbone, Frank J Steemers & Andrew Adey

doi:10.1038/nmeth.4154

2017年3月29日讯 /生物谷BIOON/ –夏威夷大学John A. Burns医学院和Cardax公司最近联合公布了一项动物研究的结果，他们对一种抗衰老药物的有效性进行了评估。

由Cardax公司开发的虾青素化合物CDX-085能够显著增强FOXO3基因的表达，之前有研究表明该基因与长寿有关。“每个人体内都有FOXO3基因，可以帮助人类对抗衰老，但是每三个人中可能就有一人体内携带另一种与长寿有关的FOXO3。通过激活普通人体内的FOXO3基因，我们就可以将其变成‘长寿’版的FOXO3。通过该研究我们证明了虾青素能够激活FOXO3基因。”Bradley Willcox教授这样说道。

这项初步研究首次在动物体内检测了虾青素对FOXO3基因的激活能力。在该研究中，研究人员用正常食物或包含了低剂量或高剂量虾青素化合物CDX-085的食物喂养小鼠，结果发现食物中含有更高剂量虾青素化合物的小鼠在其心脏组织中出现了FOXO3基因的表达增强。

“夏威夷大学的这项突破性发现进一步支持了虾青素对健康的有益作用，也解释了为何一些健康保健团体非常推崇虾青素，”Cardax公司CEO David G. Watumull这样说道。“我们希望能够在临床试验中进一步证实虾青素的抗衰老作用。”

“能够与Cardax公司在这个非常具有前景的项目上进行合作让我们感到非常满意，该研究或可帮助延缓人类衰老。这也是夏威夷创新计划的一个很好的例子，在该项目的联合之下私营企业与政府能够共同推动创新、研究、教育等方面，从而使经济实现多样化。”来自夏威夷大学的Vassilis L. Syrmos这样说道。（基因宝jiyinbao.com）

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原始出处：

Astaxanthin compound found to switch on the FOX03 ‘longevity gene’ in mice

2017年3月29日/生物谷BIOON/—根据一项新的研究，一种被认为是癌细胞必需的蛋白，即母系胚胎亮氨酸拉链蛋白激酶（maternal embryonic leucine zipper kinase, MELK），可能实际上并不是如此必需的。来自美国冷泉港实验室（CSHL）的研究人员利用CRISPR-Cas9敲除MELK基因，结果发现这并没有对癌细胞增殖产生任何影响。这一发现反驳了之前关于这种蛋白所起作用的研究得出的结论，并且提示着当前在临床前研究和临床试验中进行开发的MELK抑制药物可能通过其他的机制杀死癌细胞。相关研究结果于2017年3月24日发表在eLife期刊上，论文标题为“CRISPR/Cas9 mutagenesis invalidates a putative cancer dependency targeted in on-going clinical trials”。

MELK是在1990年代后期首次鉴定出来的（Molecular Reproduction & Development, 1997 June, 47(2):148-156, PMID: 9136115）。它与多种生物学过程相关联，如程序性细胞死亡和神经发生。MELK水平经常在肿瘤细胞中异常地升高，而且多项研究已报道在多种癌症中，利用RNA干扰（RNAi）阻断这种蛋白产生能够阻止癌细胞增殖。因此，MELK抑制剂成为几项临床前研究和早期临床试验的焦点。

也正因如此，来自冷泉港实验室的Jason Sheltzer和同事们设计实验来研究在癌症产生中发挥着至关重要作用的其他基因时，选择MELK基因作为对照。Sheltzer告诉《科学家》杂志，“所有之前的文献都表明MELK实际上是一种癌症依赖因子。因此，在我们的实验的初步设想中，我们选择MELK基因作为阳性对照，这是因为我们认为它是一种已得到描述的大家都知道的癌症依赖因子。”

Sheltzer和他的团队打算在几种人癌细胞系中敲除多种未得到描述的基因。然而，该团队采用了一种更加现代的技术，即CRISPR-Cas9基因编辑系统，而没有采用RNAi。RNAi是在RNA水平上抑制蛋白产生。CRISPR-Cas9通过在特定的DNA区域中引入突变，破坏正常的基因表达。

Sheltzer团队预测正如RNAi抑制MELK基因表达会阻止癌细胞增殖那样，利用CRISPR-Cas9让MELK基因发生突变也将会抑制增殖。但是，实际上，这并没有发生。

Sheltzer说，“我们发现这些MELK基因突变并不影响癌细胞活力、癌细胞生长或我们测试的几种其他的癌细胞表型。”通过进一步研究，“我们不能够发现任何证据证实在我们研究的13种癌细胞系中，MELK基因是一种癌症依赖因子。”

美国桑福德-伯纳姆-普利贝斯医学发现研究（Sanford Burnham Prebys Medical Discovery Institute）副教授Alexey Terskikh（未参与这项研究）说，“这些发现是相当是强健的”，并且补充道，这些发现与之前的发现之间存在的不一致性很可能是因为RNAi往往会产生脱靶效应。

美国哈佛医学院的Tim Mitchison对此表示同意，并且指出许多表现良好的RNAi实验，当利用CRISPR重新开展时会产生不同的结果。Mitchison与来自诺华公司的科学家们在之前的一项研究中利用RNAi抑制乳腺癌细胞系中的MELK基因表达（eLife, doi: 10.7554/eLife.01763）。

并不只是之前的RNAi结果需要解释。Sheltzer注意到一些小分子MELK抑制剂也成功地阻断癌细胞增殖，据称，这种阻断是它们直接抑制所导致的。为了更加深入地了解，Sheltzer团队构建出缺乏MELK的癌细胞，并利用OTS167对它们进行处理。OTS167是一种MELK抑制剂，当前在临床试验中接受评估。他说，“我们发现OTS167仍然是有效的。即便当MELK不存在时，它也杀死癌细胞。”

Sheltzer说，如今，他的团队猜测正如RNAi那样，OTS167可能通过其他的机制伤害癌细胞。比利时鲁汶大学癌症研究员Mathieu Bollen（未参与这项研究）说，这种解释可能是有道理的。Bollen与来自杨森制药公司（Janssen Pharmaceutica）的研究人员合作研究MELK抑制剂（Bioscience Reports, doi:10.1042/BSR20150194）。他指出最近的两项研究：一项研究提示着OTS167作用于多种激酶（PLoS ONE, doi:10.1371/journal.pone.0153518），而另一项研究表明缺乏MELK的小鼠没有明显的表型将它们与野生型小鼠区分开来（eLife, doi:10.7554/eLife.01763）。

当前的这项研究的结果对OTS167并不是坏消息。Bollen注意到，MELK在癌细胞中的作用是非常复杂的，而且这些结果并不排除这种蛋白是癌症治疗的靶标，这可能涉及到它与其他的蛋白的相互作用。Sheltzer说，更加重要的是，“一些最为有效的被用来治疗癌症的药物是非常有效的，但是我们并没有充分地理解它们的作用机制。”（生物谷 Bioon.com）

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原始出处：

Ann Lin Christopher J Giuliano Nicole M Sayles et al. CRISPR/Cas9 mutagenesis invalidates a putative cancer dependency targeted in on-going clinical trials. eLife, Published:24 March 2017, doi:10.7554/eLife.24179

同济大学附属第一妇婴保健院16日披露，该院首席科学家高绍荣研究团队在国际上首次从全基因组水平上揭示了哺乳动物植入前胚胎发育过程中的组蛋白H3K4me3和HK27me3修饰建立过程。

本文转自科学网，作者岳东晓，二次转载需作者授权。

地球上所有细胞生物的遗传信息都储存在数字化的DNA序列中。今天，基因测序技术已经非常发达，DNA序列可以非常廉价迅速的确定。但测序只是读取数据，近年生物学最大的发现与发明之一是可编程的基因编辑技术：CRISPR-Cas9。这个技术类似于 WORD的搜索替换功能：用户输入一串字符串，程序找到匹配的字符串，然后进行删除或者替换。CRISPR-Cas9 的编辑技术里，搜索匹配字符串由实验人员通过一段 RNA表示，叫做导引 RNA — gRNA，编辑由一个称为 Cas9 的蛋白根据 gRNA 定位完成。这个编辑系统的灵活性显而易见。Cas9 蛋白是固定的，你只需要改变导引就能在不同位置对DNA进行编辑 （注一）。

CRISPR-Cas9 技术的来源是细菌的自然免疫系统。某些细菌在遭到病毒入侵后，能够把病毒基因的一小段存储到自身的 DNA 里一个称为 CRISPR 的存储空间。当再次遇到病毒入侵时，细菌能够根据存写的片段识别病毒，将病毒的DNA切断而使之失效。有的细菌的CRISPR系统很复杂，涉及多种 Cas 蛋白 （Cas 的意思是 CRISPR-associated — 与CRISPR相联的 ）。经过多年的研究，生物学家们终于找到了一种简单的系统，只用到一种蛋白 — Cas9。接下来，他们成功把这个细菌的系统进行改造用于动植物细胞的基因编辑。率先完成这一实际应用性开发的是张锋的研究小组。本文试图对相关技术与历史进行简单的介绍。

这里我把CRISPR之前漫长的研究历史一笔带过。简单而言，人们之前发现细菌免疫系统依靠一段很短的RNA进行识别，这段RNA称为 crRNA （CRISPR  RNA）。可想而知，这段 crRNA 包含有入侵病毒的基因识别码。

CRISPR相关研究在2011年取得了重大突破。这一年，法国女科学家 Emmanuelle Charpentier 报告，通过基因分析与相关实验，发现一个只有四个组件的细菌免疫系统。除了 Csn1 蛋白（后来称为 Cas9）与 crRNA外，还发现一个他们称之为 trans-activating CRISPR RNA（简称 tracrRNA）的RNA。顾名思义，这个 tracrRNA 起到转写-启动的功能。第四个组件是一个作用于RNA的生成，称为 RNase III的蛋白。但这篇2011年的论文对各个组件的具体功能并没有完全确定。其论文中的下图显示 ：蓝色是 Cas9 蛋白，红色的是 tracrRNA， 绿色+黑色线段是 crRNA （其中绿色部分对应需要识别的病毒编码），黄色是RNase III。

Charpentier 的论文发表后，美国加州大学的 DOUDNA （“道得娜”—有些中文文章音译成“多德娜”属于错误读音）与她的研究小组隔洋合作，进行了进一步研究，于2012年6月发表了一篇重要论文。相关研究人员与主要结果如下图：

DOUDNA、Charpentier 联合小组通过在细胞体外的试管实验发现了负责DNA切割的充分并且必要的三个部分：Cas9， crRNA 与tracrRNA （不需要 RNase III）。论文还确定了三个部分的作用：其中Cas9 是切割机， crRNA 的主要作用是定位。而 tracrRNA 在与crRNA耦合后启动 Cas9 的切割功能(activate)。他们还成功把 crRNA 与tracrRNA 连起来成为一个分子，这样可以把 DNA 切割的组件由三个变成两个。如上图。左边是自然原核细菌中的机制，两个RNA分子。右边则是人工机制，把两个RNA给连起来了，成为一个带着一个配对圈的RNA分子。但 DOUDNA 等人的实验并没有在任何细胞内进行，只是在细胞体外的试管里，当然也没有在动植物等真核细胞内实验，也不知道能否可行( “it was not known whether such a bacterial system [the CRISPR-Cas9 system] would function in eukaryotic cells.”） 。在该论文发表后几个月 DOUDNA等人表示在真核细胞的实验中遇到了很多困扰（”many frustrations”）。

现在我们知道，Charpentier 2011年的论文出来后，美国东部 BROAD研究院的张锋小组也展开了研究。在Doudna/Charpentier 2012年6月论文发表前半年，张锋在2012年1月向NIH申请了一个项目：运用Cas9系统对真核细胞进行基因编辑。张锋的项目设计如下（从其项目申请截图）：

上图是一个哺乳动物 CRISPR 基因编辑系统的设计。其代码进行表达后会生成四个部分：（1）带NLS的Cas9 蛋白，（2）tracrRNA ， （3）多个 crRNA — 注意不同颜色的线段 (图中称为 guide RNA array)，(4) 带NLS的RNase III。真核细胞的特点是遗传物质在细胞核内，一般较大的蛋白是进不去的。其中 的　NLS 是为了使 Cas9 等 生成后能够被拖入细胞核内。可以这么说，张锋的思路是先不管具体机制是什么，直接在高等生物上进行基因编辑实验，而且多点编辑同时进行。

张锋小组的核心人物包括：张锋、丛乐、FEI RAN

张的小组在2013年1月发表论文，报告了他们的发现：（1）他们对四个组件进行了组合实验，发现基因编辑不需要 RNase III；（2）使用 Cas9 、crRNA 与 tracrRNA 组合，成功对真核细胞实现编辑，效率相当高（ indel 达19%）；（3）使用 DOUDNA 论文中的嵌合 RNA (chimera)，发现长的那个（chimera A ）编辑效率较双RNA系统低 (最高5.6%， 部分无法探测），短的那个 (chimera B) 不能编辑（注二）。如下图：

结论：

张锋首次将 CRISPR-Cas9 成功用于高等生物的基因编辑，其主要成果是基于2011年 Charpentier 的 tracrRNA  发现（注三）。

注一：Cas9 的工作机制是先找到 DNA上的一个特定的称为 PAM的序列，然后才是导引与DNA链的结合以及切割。所以，可行的DNA切割点不是任意的。ＰＡＭ是一个限制。不同细菌的Cas9 蛋白的ＰＡＭ序列不同，有的长些，有的只有三个字符，所以要找到可行的切割点也不是难事。

注二：后来的研究发现 组合 chimera RNA 加长后效率更高。

注三：张锋后来又发现一个 系统– CRISPR/Cpf1，蛋白比 Cas9 小，只需要crRNA（不需要 tracrRNA)， 切割位置离PAM远。

（生物谷Bioon.com)

科学网原文链接 http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=684007&do=blog&id=1003348

珍珠湾原文链接 http://zzwave.com/home.php?mod=space&uid=2&do=blog&id=33698

2017年1月30日/生物谷BIOON/—超市里的西红柿有什么问题？消费者说，它们缺乏风味，因此中国农业科学院深圳农业基因组所黄三文研究团队努力鉴定出现代西红柿中丢失的重要因子，以便将这些因子放回到它们当中，让它们恢复它们原有的风味。

在一项新的研究中，黄三文研究团队鉴定出具有更好西红柿风味的化学物组合。相关研究结果发表在2017年1月27日那期Science期刊上，论文标题为“A chemical genetic roadmap to improved tomato flavor”。

中国农业科学院深圳农业基因组所园艺科学教授Harry Klee说，“我们刚修复了在过去半个世纪内西红柿中遭受破坏的因子，从而让这些西红柿具有一个世纪前的风味。我们能够让超市里的西红柿的风味变得更好。”

第一步就是找出在西红柿中上百种化学物中，哪些物质在风味中作出最大的贡献。

Klee说，现代西红柿缺乏充足的在更好风味中起着至关重要作用的糖分和挥发性化学物。他说，这些性状在过去50年里已丢失了，这是因为西红柿培育者没有工具来对风味进行常规的筛选。

为此，研究人员研究了西红柿中的等位基因，这些等位基因让西红柿具有它的特定性状。Klee将这种概念与人体中的DNA进行类比。每个人在他们的DNA中都有相同的基因数量，但是每个基因的一种特定版本决定着身高、体重和头发颜色等性状。

Klee说，“我们想要鉴定出为何现代西红柿品种缺乏这些决定着风味的化学物。这是因为它们丢失了许多基因的更有价值的等位基因。”

他说，研究人员随后鉴定出这些良好的等位基因在西红柿基因组中的位置。这需要开展全基因组评估研究。这样，他们绘制出控制所有这些重要的化学物合成的基因图谱。Klee说，一旦他们发现这些基因，他们就通过遗传分析，将这些良好的等位基因替换现代西红柿品种中不好的等位基因。

根据美国农业部的统计，在全世界西红柿产量中，美国仅次于中国。美国佛罗里达州和加利福尼亚州的西红柿产量占美国所有商业化生产的新鲜市场西红柿总量的三分之二到四分之三。根据美国佛罗里达大学食品与农业科学研究所的经济研究数据，自从2014年以来，佛罗里达州西红柿种植者每年种植3.3万亩西红柿，价值4.37亿美元。

鉴于培育西红柿新品种需要时间，而且研究人员正在研究5种以上的基因，Klee说，他的这项最新研究中发现的这些遗传性状可能需要三四年的时间在新的西红柿品种中出现。（生物谷 Bioon.com）

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A chemical genetic roadmap to improved tomato flavor

Denise Tieman, Guangtao Zhu1,3,*, Marcio F. R. Resende Jr.4, Tao Lin1,3, Cuong Nguyen2, Dawn Bies2, Jose Luis Rambla5, Kristty Stephanie Ortiz Beltran5, Mark Taylor2, Bo Zhang2, Hiroki Ikeda2, Zhongyuan Liu2, Josef Fisher6, Itay Zemach6, Antonio Monforte5, Dani Zamir6, Antonio Granell5, Matias Kirst7, Sanwen Huang1,3,†, Harry Klee

doi:10.1126/science.aal1556

2017年3月28日/生物谷BIOON/—确定细胞中的基因如何影响它的功能是分子遗传学研究的首要目标。但是大多数基因型-表型筛选受限于一项实验实际能够测量的基因扰动（genetic perturbation）数量。简言之，研究的基因扰动越多，实验就变得更加成本高昂和更加耗时。

确实，美国加州大学圣地亚哥分校的Trey Ideker说，很少开展过大规模的基因型-表型筛选，而且那些开展过的大规模筛选是庞大的工作。如今，多亏两种高度类似的技术：一种技术是由美国布罗德研究所的Aviv Regev和同事们开发出的，该技术被称作Perturb-Seq[1]；另一种技术是由以色列魏兹曼研究所的Ido Amit和同事们开发出的，该技术被称作CRISP-Seq[2]。在一项实验中，利用Perturb-Seq、CRISP-Seq或将这两种技术结合在一起研究众多基因扰动是可能的[3]。

Perturb-Seq和CRISP-Seq背后的工作原理是给单个基因扰动和受到影响的细胞添加条形码以至于利用测序能够鉴定出这两者。简单地说，靶向感兴趣基因的添加独特条形码的CRISPR向导RNA文库被导入一个细胞群体中。随后利用添加独特条形码的引物将单个细胞的mRNA提取出。对这些mRNA进行测序揭示出CRISPR靶向基因和由此产生的单个细胞的转录谱。重要的是，能够对数以万计的这样的细胞进行平行测序。

Regev和Amit利用他们的技术研究了免疫细胞中的转录因子功能和分化调节，以及其他。但是，Ideker说，它们的可能应用是无穷的。他说，这是“这些技术的首个概念研究，而且它们将变得越来越好。”（生物谷 Bioon.com）

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原始出处：
Massively Parallel Perturbations

参考文献：
1.Perturb-Seq: Dissecting Molecular Circuits with Scalable Single-Cell RNA Profiling of Pooled Genetic Screens
Cell, 15 December 2016, doi:10.1016/j.cell.2016.11.038

2.Dissecting Immune Circuits by Linking CRISPR-Pooled Screens with Single-Cell RNA-Seq
Cell, 15 December 2016, doi:10.1016/j.cell.2016.11.039

3.A Multiplexed Single-Cell CRISPR Screening Platform Enables Systematic Dissection of the Unfolded Protein Response
Cell, 15 December 2016, doi:10.1016/j.cell.2016.11.048