基因时代
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基因突变让非洲沙门氏菌更危险

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基因突变让非洲沙门氏菌更危险

沙门氏菌感染通常是食物中毒的”元凶”,但在撒哈拉以南的非洲,相关病例通常会引发耐药性、致命流血感染和脑膜炎。近日,刊登于《细胞-宿主和微生物》期刊上的小鼠研究揭示了,这些所谓的非洲非伤寒沙门氏菌(NTS)菌株怎样离开肠道,扩散到全身。研究发现,缺乏一种名为sseI的细菌基因,使得非洲NTS菌株能更有效地阻截免疫细胞,并经由血液流到不同的器官。

“我们的发现强调,细菌基因变化以及宿主人群的敏感性,对非洲NTS菌株致病严重程度十分重要。因此,需要更好地诊断方法和疫苗来抗击这些感染。”该论文高级作者、斯坦福大学医学院的Denise Monack说。

在撒哈拉以南的非洲,NTS菌株正进化得越来越像其他伤寒样细菌。在该地区,NTS感染是儿童和艾滋病患者血流感染最常见的原因之一。而由于耐药性和人群敏感性,这些菌株能迅速在该地区蔓延。结果是,治疗方式极为有限,死亡率很高。

为了解决这一问题,Monack研究组计划鉴别出非洲NTS鼠伤寒沙门氏菌的基因特征,找出它与导致食物中毒的非非洲菌株间的区别。结果发现,非洲NTS菌株能更好地劫持树突细胞。此外,这些细胞更善于使用树突细胞作为”特洛伊木马”,阻断sseI的活性。

这些发现揭示,sseI功能丧失能让这种细菌,通过搭乘免疫细胞”顺风车”,更有效地从肠道扩散到其他身体部位。寄居于全身组织能为沙门氏菌带来诸多好处,例如,持续时间更长、有更多的传播机会和不需要与肠道细菌争夺主要养分等。

另外,sseI的这种失活性突变也被发现存在于其他能引发全身性疾病的沙门氏菌菌株中。研究人员表示,这些基因变化可能代表了一种帮助各类病毒针对不同宿主生态位进行改变的更广泛的机制。

目前,研究人员还计划调查非洲NTS鼠伤寒沙门氏菌引发血液感染和脑膜炎的其他重要变化和机制(生物谷Bioon.com)

Nat Commun:分析基因拷贝数为卵巢癌治疗提供新可能

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Nat Commun:分析基因拷贝数为卵巢癌治疗提供新可能

2017年2月17日讯 /生物谷BIOON/ –来自美国加州大学圣地亚哥分校医学院和穆尔斯癌症中心的研究人员开发了一种用于分析基因拷贝数变化的新工具,基因拷贝数改变是肿瘤遗传学中容易被忽视的一个方面。这种变化叫做体细胞基因拷贝数改变(somatic copy-number alterations),该研究认为这种改变可能是疾病进展的关键,或可为卵巢癌及其他恶性肿瘤的治疗提供新的治疗思路。

“大多数人接触到肿瘤遗传学都会想到促进肿瘤形成的单个关键突变——比如BRCA基因。这些突变经常被当做肿瘤的驱动因素,但是单个点突变并不是影响肿瘤生长的唯一因素。我们对其他可能性进行了探究。”文章作者Joe R. Delaney这样说道。

癌细胞中超过90%的遗传变化都是缺失或获得一个基因的拷贝而非突变。一个肿瘤细胞可能有一个拷贝或三个拷贝而非正常的两个拷贝。

该研究领域还没有得到非常深入的研究,关于其他疾病的研究经历让科学家们了解到缺失一个基因拷贝可能不会导致疾病症状,因为另外一个拷贝可以起到一定的弥补作用。

研究人员怀疑如果协同执行相同细胞功能的几个基因都缺失单个拷贝是否会导致疾病症状的出现以及在不同癌症中存在什么样的缺失模式。他们设计了一种叫做HAPTRIG的计算工具来发现因基因拷贝缺失或增加而被显著破坏的信号途径。

卵巢癌细胞中存在许多基因拷贝变化,超过60%的基因都受到影响。研究人员利用HAPTRIG技术进行了分析,结果发现细胞自噬途径受到了显著影响。卵巢癌细胞虽然一直在利用细胞自噬,但是也会缺失一些自噬相关基因的拷贝导致自噬能力受到影响。

随后研究人员利用已经得到美国FDA批准的一些药物进行组合来靶向自噬,在几种不同的小鼠癌症模型中发现卵巢癌细胞对这些药物高度敏感——即使癌细胞已经对标准化疗药物产生了抵抗。这些药物组合的毒性弱与标准化疗药物,并且相对便宜,研究人员认为应当对这些药物进行临床评估。

研究人员表示,在进一步的工作中,该研究的发现将会促进新治疗方法的开发用于治疗对化疗产生抵抗的卵巢癌,也会增强对其他癌症的治疗。(基因宝jiyinbao.com)

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原始出处:

Joe Ryan Delaney et al. Haploinsufficiency networks identify targetable patterns of allelic deficiency in low mutation ovarian cancer. DOI: 10.1038/ncomms14423

基因检测进医院,为何那么难?

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基因检测进医院,为何那么难?
美国女星安吉丽娜?朱莉可以说是基因检测预防疾病的“代言人”,她通过检测得知患有家族性基因缺陷,罹患乳癌和卵巢癌风险较高,因此接受预防性双侧乳腺和卵巢切除手术。也正是她的举动,让公众更加关注基因检测对预防疾病的作用。
身在国内的你看了朱莉的新闻,如果也想检测一下高发肿瘤癌症易感基因,那你就会发现,作为一个普通人找到一个靠谱的基因检测渠道有点难。
为什么?
因为纵观国内基因检测市场,普通人对基因检测的认知度低,行业内公司参差不齐,有些销售代表为了获取客户,甚至会夸大效果,神化基因检测,最重要的是,普通人最信任的各家医院,除了给孕妇设置的无创基因检测外,其他基因检测产品难觅身影。
今天的基因涛略就来讲一讲,正规的基因检测产品要进入医院,通常要过几道关。
首先过监管关
医疗机构可以说是面向临床医疗市场的基因检测公司最大的客户,毕竟中国人更相信医生推荐,一旦医疗机构市场被打开,千亿级市场也就随之而来。
之前有过介绍,基因检测行业里做中下游的基因检测服务的大致有两类公司,一类面向科研和医疗机构,以华大基因,贝瑞和康,迪安诊断,药明康德,金域检测等大公司为代表,一类直接面向消费者,比如360基因,微基因,一脉基因等。还有一些拥有医院、体检机构、保险公司等渠道资源的销售代理公司。
基因检测产品要在临床医疗使用,首先要过的就是监管这道关,需要国家食品药品监督管理总局(CFDA)批准,提供基因检测诊断的医疗机构则需要国家卫生计生委批准。目前,只有无创产前基因检测(NIPT)这一个产品具备了这两个要素。而其他如肿瘤癌症、遗传病基因检测等产品要进入医疗机构,也需要向CFDA申请注册,获得批准。
作为应用于医疗领域的技术,监管部门通过监管来保驾护航,严格监管无可厚非,但较长的审批和注册程序也拉长了技术面向市场推广的时间。
以无创产前基因检测为例,2010年9月,正式进入国内临床市场,2014年2月,被国家监管部门叫停,2014年7月,几家大公司的产品相继获得CFDA的批准,2014年底国家卫计委划定了109家试点医疗机构,这款产品才算正式走通监管,也逐渐被医院接受,但目前也仅仅覆盖了一二线城市的三甲医院。
其次过医院的高门槛
就算经过了监管部门的审批,基因检测产品想要进入医院的大门,也并非轻松的事。
基因检测业内一位高级销售经理对第一财经记者说,医院处于强势地位,门槛高,你懂的。企业想要和医院达成合作,需要销售人员一家一家去开拓,为了见某个医院某个科室的医学带头人,需要去参加学术会议,有时候带头人的工作很忙,可能只给5分钟见面时间。另外,每个医学带头人的诉求也不同,有的说,我把你们的技术引进到医院我能得到什么,有些专家需要的并不是钱或者回扣,他们想要的是行业地位,需要帮他组织国内或国际性学术会议,或者在媒体上塑造知名度,这对基因检测公司来说,难度就很大。
有些基因检测公司为了打开医院的大门,几百人的销售团队中绝大多数都曾有医药代表的工作经验或拥有医疗中介的资源。
“有些医院只想我们把技术输出到医院,帮他们搭建平台,做前期辅导,然后医院一次性买断,医院想做科研积累,并不真的想和基因检测公司合作。”上述高级销售经理说。
同时,医生群体对于基因检测的认知度也并不高,现在多数人只认可无创产前基因检测,其他产品,很多医生想了解的意识并不强。“通常,北京上海等一线城市的医院认知度高一些,稍微二线城市的医院的医生一般会说,基因检测啊,太高级了,等你们推广到一定时间再用吧,离我们太遥远了。”上述高级销售经理说。
体检机构销售靠返佣
有些公司就跳过医院,找到一些医生,以利益分成的方式和医生合作,但检测数量寥寥无几,当然这种方式处于监管的灰色地带。
在医院强势的背景下,基因检测公司会选择面向体检机构或者保险公司。保险公司通常把基因检测作为吸引客户的一种噱头,第一财经记者发现,很多保险公司都推出买重疾险赠送基因检测的服务,但和不同保险公司签约的基因检测公司也参差不齐。
在体检机构内推广基因检测服务,采用的更多是业务员返佣模式。第一财经记者发现,一份号称卖1.9万元的基因检测产品,代理机构能拿到4-5折的价格,业务员可以拿到近4000元提成,业务员对于基因检测认知度并不高,为了推销产品,会夸大基因检测的功效,天赋基因等被业内称为“不靠谱”的产品就应运而生。
有时候,为了二次销售,会针对客户的基因检测报告做一些夸大解读,吸引客户进一步检测。曾有一位高净值人士向第一财经记者讲述他遭遇的基因检测的过程,他花了近5万元做了个人全基因组检测,售后人员针对报告对他分析了身体可能存在的问题以及情绪问题,并说可以安排海外体检以及高端心理咨询,使他有些进退两难。
前海精准拓普基因科技有限公司总经理霍永鹏对第一财经记者说,基因检测销售乱象太多。同样一个检测项目,如乳腺癌基因检测,市场报价从100-10000元的都有,消费者面对产品名称和价格,无从判断真假,这也是目前听说基因检测的人多,但购买的人少的重要原因。目前,基因检测市场需要的是国家以及行业标准的建立,使这个行业更规范。(生物谷Bioon.com)

论欧盟基因专利的保护范围及启示

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随着生物技术在农业、医药、食品、环保、能源、材料等领域的广泛应用,尤其是本世纪最初的十年,生物技术产业以前所未有的速度发展,成为发达国家新的经济增长点。经过近三十年的实践,美国、欧盟等一些发达国家与地区陆续通过司法判例逐步调整,或者说进一步明确其有关生物技术的专利保护政策。在这一过程中,如何界定基因专利的保护范围,一直是各国学者和司法界关注和探讨的重要问题。Monsanto V. Cefetra案是欧盟法院(European Court of Justice,ECJ)讨论如何界定种子基因专利保护范围的经典案例。ECJ在该案中深入讨论了《欧盟生物技术发明保护指令》第9条规定的具体含义,认为如果被控侵权时,转基因产品中所含的相关基因不能执行其专利申请书中所描述的基因功能时,就不构成对该基因专利的侵权。这个解释统一了欧盟成员关于基因专利保护范围的不同理解,对跨国生物技术公司的全球知识产权战略布局产生重要影响,对我国基因专利的申请、保护与运用实践同样有不少启示。本文首先介绍Monsanto V. Cefetra案的基本情况,然后讨论荷兰法院提交欧盟法院的四个问题以及欧盟法院解释产生的影响,最后指明该案对我国基因专利保护的若干启示。

论欧盟基因专利的保护范围及启示

一、Monsanto V. Cefetra案基本情况

Monsanto V. Cefetra案[1]是欧盟法院对欧盟98/44/EG指令进行解释的第一个案例。通过该案,欧盟法院确立了各成员国关于基因专利保护的基本规则[2]。本案原告Monsanto公司,被控侵权的专利是该公司于1996年获得一项与Roundup Ready(抗农达)大豆有关的欧洲专利(EP0546090),在奥地利、比利时等11欧盟成员有效,涉及4项权利要求:(1)编入EPSPS基因的独立DNA;(2)通过将EPSPS基因编入植物细胞具有耐草铵膦特性的转基因植物的生产方法;(3)对草甘膦具有抗性的植物细胞及其植物;(4)对编入EPSPS基因并耐草甘膦的转基因作物和杂草同时喷洒草甘膦的田间控制杂草方法。该专利没有直接对利用耐草甘膦的转基因植物生产豆粉的方法提出权利要求。阿根廷、巴西等国广泛种植含Roundup Ready技术大豆并出口欧盟,由于这些国家没有为EPSPS基因抗草甘膦技术提供专利保护,Monsanto公司决定在欧洲实施EP0546090专利保护,分别在西班牙、英国、丹麦和荷兰起诉豆粉进口商。

(一)西班牙商事法院直接适用98/44/EG指令第9条

在西班牙,Monsanto起诉Sesostris SAE从阿根廷进口含有EPSPS基因的豆粉的行为构成专利侵权。2007年7月,西班牙马德里商事法院(the Commercial Court)直接适用欧盟98/44/EG指令,判决相关行为不构成专利侵权[3],理由是根据欧盟98/44/EG指令,包括该指令第9条的规定,一项产品不构成对权利要求指向基因物质的专利侵权,即使被控侵权产品中含有受专利保护的基因物质,只要该基因物质在被控侵权产品中没有执行预期功能,因为相关专利保护的发明不是DNA序列,而是该DNA所实施的功能[4]。Monsanto随后就西班牙商事法院的作出的判决提起上诉。2009年3月10日,上诉被驳回。[5]

(二)英国法院没有适用98/44/EG指令

在英国,Monsanto起诉Cargill专利侵权,指控Cargill从阿根廷进口含有EPSPS基因的豆粉的行为构成对以专利EP0546090为基础的英国专利侵权。与西班牙商事法院不同,英国高等院法院认为,EP0546090专利申请是在2000年7月28日之前提出的,不能适用98/44/EG指令,因为98/44/EG指令在英国仅适用于在2000年7月28日及之后提出的专利申请[6]。同时,英国高等法院也认为Cargill的行为不构成对编入EPSPS基因的独立DNA这一权利要求的侵权,因为豆粉中的EPSPS基因已经嵌入到植物的染色体DNA中,没有作为独立成分存在。

(三)荷兰法院请求欧盟法院解释98/44/EG指令

荷兰Cefetra Future BV.分别于2005年6月和2006年3月从阿根廷进口豆粉,船运至鹿特丹港,Monsanto公司启动欧盟边境扣留措施。经检测,豆粉DNA中包含的EPSPS基因与EP0546090专利中的EPSPS基因匹配。Monsanto起诉Cefetra和其他进口商,荷兰海牙地区法院于2008年审理该案[7],随后阿根廷政府以及其他主要大豆产品出口国也加入诉讼。本案中,Monsanto提出了三项侵权指控:(1)认为Cefetra构成对专利权利要求中“独立DNA”(the isolated DNA)的侵权;(2)认为豆粉是应用专利所保护的方法直接产生的产品,Cefetra构成对专利中生产方法权利要求的侵权;(3)认为Cefetra构成对与DNA序列本身有关权利要求的侵权,不限于独立的DNA与生产方法。对于第一项指控,荷兰法院坚持与英国法院相同的看法,认为Cefetra不构成侵权,因为本案中涉及的DNA不是作为独立的物质存在的,而是豆粉组成成分存在。对于第二项指控,荷兰法院认为,将豆粉视为应用EP0546090专利方法直接获得产品,过于牵强。如果说大豆植株和大豆是通过专利方法直接获得的产品还可以接受,而豆粉是大豆经过一系列的碾压、分裂程序,已经形成由各种不同成分组成的新物质。豆粉和专利方法之间很难建立直接的关系。也就是说,豆粉不是应用EP0546090专利方法所直接生产的产品。Monsanto提出的第三项指控是荷兰法院讨论的重点。荷兰法院驳回了Cefetra提出的“目前DNA在豆粉中碎片化存在,低于支持侵权的最低数量”说法,指出即使假定DNA序列在豆粉中仅有非常少的数量,也不能排除构成对EP0546090专利侵权的事实,并且专利保护范围是否包括DNA序列,这一问题仍然是不清楚的。关于专利保护范围的解释对本案的结果具有决定性意义:如果法律认为可以应用到DNA本身,则Cefetra行为构成专利侵权;如果法律认为不能应用到DNA本身,则Cefetra行为不构成专利侵权。

Monsanto认为欧盟98/44/EG指令第9条规定不能适用于本案,因为本案涉及的豆粉不是一种生物材料(a biological material),同时强调指令制定的目的不是为了限制生物技术发明专利的保护范围,而是为了扩大保护范围,因为限制生物技术专利保护与TRips协议第27条的相关规定是不相符的。从这一意义上来说,指令是欧盟为生物技术发明设置的最低保护标准,各成员国可以通过本国法律予以强化。Monsanto接着又论证说,相关基因产品嵌入豆粉并表达了其基因功能,这里的“表达了基因功能”的意思就是该DNA已经执行了其基因功能,即其使大豆植株具有耐草甘膦的特性,并且该DNA将来能够从豆粉中分离,注入大豆植株的细胞后,再次执行其使大豆植株具有耐草甘膦特性的功能。对于Monsanto的上述观点,Cefetra则引用西班牙和英国的案例,认为应采用DNA专利通过目的/功能来限制解释基因专利的保护范围。荷兰法院还考虑到,对于这一问题的规定,荷兰专利法和欧盟98/44/EG指令第9条是有区别的,这就涉及到欧盟98/44/EG指令如何适用的问题,于是决定将本案涉及的四个关键问题提交欧盟法院进行解释。

(1)专利所保护的基因在被控侵权时没有执行专利功能,但其确实曾经执行过相应功能,并且将来有可能再次发挥特定基因功能,此种情况下,进口含有专利基因的豆粉是否构成专利侵权?

(2)指令是否具有排除欧盟成员国专利法不同规定的法律效力?

(3)基因专利的申请与授权时间是否影响会影响对前述问题的回答?

(4)TRips协议,尤其是第27条和30条的规定是否影响对前述问题的回答?

二、欧盟法院对基因专利保护范围的解释

2010年7月6日,欧盟法院作出裁决,依次回答了荷兰法院提交的上述问题。

(一)关于欧盟98/44/EG指令第9条规定的解释

问题(1)的实质是如何解释欧盟98/44/EG指令第9条的规定。欧盟法院指出,欧盟98/44/EG指令给予DNA序列有关的专利保护,应限于相关基因信息正在执行专利所描述的功能,本案中该DNA在豆粉中没有执行专利申请书中所描述的基因功能,尽管其曾在大豆植株种植的过程中曾执行相应基因功能,或者当该DNA从豆粉中分离并再次导入活体细胞时可能再次执行相关功能,因此豆粉环节不属于该基因专利的保护范围。对欧盟法院的这一解释,有学者认为,这种解释与指令的立法历史是不相符的[8],指令的立法初衷是为确保生物技术发明,确保具有自我复制功能的有机体能够获得专利保护。考虑到生物技术发明的特殊性,指令第8条规定,如果专利产品被用于生产生物材料,则该项专利权利不会用尽[9],同时指令第9条将专利权保护范围限于含有基因信息并执行其功能的后代生物材料。因为受专利保护的基因信息可能是一个规则的元素(a regulatory element)或者是一些没有编码的序列(non-coding sequence),而不是一个基因(gene),指令制定者使用“执行其功能”的表达,其意图是尽广泛地包含基因表达控制技术,因为他们知道导入转基因体的基因信息有可能在繁殖过程中丢失,或者无法在后代生物材料中显现功能。例如,某转基因体有可能是自由授粉植物,在某些情况下,其后代植物就不再含有专利权利要求所指向的基因信息。因此,指令第9条的意思是将基因专利的保护范围限于包含该基因信息的后代生物。欧盟法院的上述解释与指令制定者所考虑的初衷有所出入。

(二)关于欧盟98/44/EG指令与成员国专利法的关系

欧盟法院指出,第(2)问题的实质是关于指令法律强制力的问题,即指令是否具有排除欧盟成员国法律为生物技术有关的发明提供比更广范围保护的效力。换句话说,就是确定指令所规定的保护规则是排他性规则,还是欧盟生物技术专利的最低保护标准。如果是指令具有排他性法律效力,则成员国法律所规定的更加广泛的专利保护范围是不合法的。如果指令所确定的是最低标准,那么成员国法律所确定的更加广泛的标准是可以接受的。欧盟法院认为,成员国法律是否比指令提供了更为广泛的专利保护范围,这是一个有待成员国法院确定的问题。此外, Monsanto在本案中坚持认为指令在任何情况下不能限制不同成员国关于生物技术发明保护的立法自由,其他当事人则认为指令是一种排他效力的制度,成员国法律应遵守指令的规定。欧盟法院指出,尽管欧盟相关法律制度不能完全覆盖特定领域的所有方面,但并不妨碍就特定问题已经规定的制度具有排他效力,各成员国只有在欧盟法律没有干涉的领域或方面享有立法自由。本案中,98/44/EG指令关于生物技术发明专利保护的规定明显是不全面的(incomplete),其他没有涉及的方面可以留待各成员国法律加以规定,但其已经规定的制度内容,具有排除成员国法律给予不同规定的法律效力。因此,仅就指令第9条规定而言,成员国法律不能规定比其更宽泛的基因专利保护范围。同时,欧盟法院强调,其提出的功能性要求适用于所有成员国基因专利侵权的判定。

(三)关于欧盟98/44/EG指令的法律溯及力

关于欧盟98/44/EG指令对其生效前申请或授权的欧洲专利是否有效的问题,Monsanto认为专利授权的时间与解释专利保护范围是有关系的,并且指出,在法院拒绝支持Monsanto适用成员国法律建议情况下,这是一种替代性建议。欧盟法院认为,在回答这一问题之前,必须要记住两点。第一点是,相关基因专利授权时事实上的保护范围宽于根据指令得到的保护范围只是一个假设。第二点是,关于基因专利的保护范围通常情况下是由成员国法院根据具体程序进行解释,但必须指出,Monsanto在本案中所提出的要求,不是简单的(抗农达大豆基因序列有关的)专利申请书权利要求的解释问题。在专利申请书中,Monsanto的权利要求指向具有耐草甘膦除草剂的基因序列,是没有任何怀疑的。如果相应的基因序列具有耐草甘膦除草剂的特性,也就是该基因执行其基因功能,那么这正是指令所规定的保护范围。然而,在本案中,Monsanto也对那些没有执行相应功能、作为豆粉(dead matter)残渣的基因序列要求保护。专利授权日期本质上与界定专利保护范围是没有关系的,98/44/EG指令的适用同样也不会缩小相关基因权利要求所指向的保护范围(能够产生特定效果的基因序列)。关键的问题是,Monsanto要求对专利赋予“额外”的保护范围。此外,欧盟法院还提出了以下理由来支持其观点。首先,指令没有规定任何过渡性条款。如果立法者认为需要解决指令颁布之前已经存在的专利的法律适用问题,那么就会在法律文本中规定具体条款。其次,成员国法院一直承担根据欧盟法律解释国内法的义务,如果国内法在欧盟相关规定之前制定,则适用国内法,但本案不涉及解释国内法早先规定与欧盟法律是否一致的问题。再次,指令根据促进欧盟范围内市场和竞争的基本目标而制定,如果采用专利授予时间不同权利要求解释不同的方法来解释指令,将对单一市场相关领域内货物的自由流通和效率产生影响。尤其是,如果不是根据专利授予的权利要求,而是根据专利授予的时间来解释专利权的保护范围,将严重破坏欧盟相关法律的确定性。因此,专利授权的时间在本案中与是否适用指令没有关系,即该专利的申请与授权时间不会影响欧盟法院对上述两个问题的回答。

(四)关于欧盟98/44/EG指令及其解释与TRips协议的关系

关于TRIPS协议是否会影响对欧盟指令的解释问题,欧盟法院认为其对指令的解释与TRIPS协议,尤其是协议第27条和第30条的规定,不存在冲突。首先,欧盟指令第1条明确规定指令根据TRIPS协议将无歧视地适用于欧盟各成员,这意味着指令的内容与TRIPS协议之间不存在冲突。其次,欧盟法院在解释指令时也会考虑解释的内容与TRIPS协议的一致性,排除违反TRIPS协议的内容。再次,TRIPS协议第27条规定的是可专利性问题,本案中双方当事人对Monsanto就使大豆植株具有耐草甘膦特性的DNA序列拥有专利权的这一事实没有争议,而是对基因专利的保护范围存在分歧。TRIPS协议第30条规定的是专利权可能存在的例外问题,要求专利权的例外应被限制,并且要求例外不能阻碍对发明的正常利用。本案中,采用目的限制的方法解释指令,并不意味着为专利保护范围规定了例外情况。TRIPS协议没有要求必须绝对为DNA序列提供保护的义务,即保护DNA所有可能的用途,甚至包括尚未预见的和未来可能的用途。即使对DNA序列保护范围进行目的限制,构成对某种专利保护范围的限制,由于这种限制并没有阻碍专利申请书中所描述的发明的正常利用,也就没有违反TRIPS协议第30条的规定。因此,TRips协议尤其是第27条和30条的规定不会对欧盟法院的上述回答产生影响。

(五)欧盟法院对基因专利保护范围的澄清

欧盟法院在Monsanto V. Cefetra案通过对上述四个问题的回答与说明,清楚地澄清了98/44/EG指令第9条规定的明确含义,即其对一项含有基因信息或者由基因信息组成的产品专利,其保护应及于与该项产品结合在一起的、含有该基因信息并能执行其功能的所有材料,这里“执行其功能”仅指在被控侵权时,该基因能够执行专利申请书中所描述的基因功能,而不是相关基因“曾经”执行过相应的基因功能,或者“将来仍有可能”执行相应的基因功能。欧盟98/44/EG指令的相关规定要求各成员国必须强制遵守,即使其本国专利法与该指令可能存有不同的规定,对指令生效以前获得授权的专利同样具有法律效力。欧盟法院还厘清了欧盟98/44/EG指令及其解释与TRIPS协议的关系,认为无论是指令的内容还是欧盟法院的解释均与TRIPS协议内容相一致,没有违反协议规定的内容。Monsanto以TRips协议为由否定欧盟98/44/EG指令以及欧盟法院的解释是没有根据的。

三、关于Monsanto V. Cefetra BV案的评论

欧盟法院通过对Monsanto V. Cefetra案的回答与解释,明确地解决了Monsanto系列案件讨论的核心问题。根据欧盟法院的解释,荷兰法院将判决豆粉进口商不构成专利侵权。但欧盟法院的解释没有对该起诉讼产生影响,因为双方当事人在上述解释正式作出前达成了庭外和解。按照一般规则,欧盟法院可以不再回答荷兰法院提出的咨询,但考虑到发展生物技术产业的迫切要求,必须澄清欧盟指令在这一问题上的立场。ECJ作出的解释裁决是不可上诉的,对欧盟27个成员国具有追溯性的适用效力[10],也就是说,欧盟及其成员必须采取目的限制的方法对基因专利进行解释,基因专利的保护范围仅限于被控侵权时能够实际执行专利功能的基因。ECJ的上述裁决引起了广泛的争议,既有不少反对的声音,也得到了许多方面的支持与赞同。

(一)反对者的立场与理由

许多基因专利的持有人及相关学者对欧盟法院采用目的限制(purpose-bound)逻辑解释基因专利保护范围的做法持反对态度,综合相关的观点,主要基于以下三点理由。其一是认为欧盟法院的解释在专利侵权的判断逻辑上创造了例外。机器、化学等领域的专利侵权通常采用“产品导向”(Product-based)的判断逻辑,即被控侵权产品中含有专利保护的产品,即构成侵权,能够更好地阻止和限制所有对专利产品或方法的侵权性使用。采用“目的限制”原则判断专利侵权,即只有被控侵权时相关基因能够执行专利申请书中所描述的功能才构成专利侵权,实际上大大限制了基因专利的保护范围。例如,本案中,Monsanto在进口豆粉中发现了其受专利保护的基因信息,这种基因信息是Monsanto的基因专利所特有的,不是原来豆粉中天然的基因成分。按照传统的专利侵权判断规则,进口豆粉的行为就应该构成直接侵权。第二点理由是欧盟法院的解释将严重破坏了许多生物技术专利的实施基础,因为实践中许多基因仅限于活体组织中的特定期间或特定组织上进行表达。如果专利权人未在上述期间发现侵权产品或侵权行为,或者未在上述期间主张权利,则相关专利就得不到应有的保护。从这一意义上来说,许多已经授权的基因专利,事实上其权利可能无法得到主张。第三点理由是欧盟法院的解释将会出现通过专利侵权获利的漏洞。种植者可以选择在阿根廷等这些没有对基因实施专利保护的国家种植农作物,避开用于保护转基因作物的基因专利,然后可以不受惩罚地将相关产品进口到实施基因专利保护的欧盟国家。这种情况备受全球关注。生物技术公司普遍依赖通过专利保护获得的有限垄断,来补偿在科研领域的巨额研发费用。本案所创造的潜在的制度漏洞将对像Monsanto这样的公司产生严重影响,有可能导致其未来无法获得足够的研发费用,也将破坏其现有的全球知识产权协调战略。为了应对这个漏洞,跨国公司必须把解决这类侵权行为的未来重点,放在像阿根廷这种农业国家的法院体系中,而不是出口目的国家的专利保护上,但是阿根廷的知识产权保护很难达到期望的水平。

(二)支持者的立场与理由

欧盟许多国家,包括英国,对欧盟法院的这一判决表示支持。他们早就明确地对基因信息给予类似“产品导向”(product-based)的做法表示怀疑。此前,英国的一些判决就曾表达说,如果一项发明的核心是DNA的话,实际上该项发明就不是发明。因为发明应该是一项实际产品或方法,而不是关于自然界的信息。在这一意义上,ECJ的判决协调了欧盟成员关于基因专利保护的不同立场,形成了统一的意见。另外,包括阿根廷等国家在内的支持者认为,ECJ对基因专利的保护加以限制,对于阻止给予基因专利以过宽的保护是必要的。如果Monsanto能够在欧盟利用专利权利阻止进口源于阿根廷的豆粉,也就同样能够利用这项权利阻止从其他国家进口豆粉。

(三)中立者的立场与建议

还有一些人比较中立地看待欧盟法院的判决,认为尽管根据欧盟法院的解释,律师们将来必须更加仔细提交含有基因物质的产品专利,但这种情况不会抑制欧盟整个生物技术产业的创新或投资,因为尽管基因专利保护范围比较狭窄,但至少欧盟法院是承认基因专利的。他们认为,生物技术公司应在全球做好知识产权的“良好覆盖”(good coverage),尤其是在农产品出口国家。Monsanto目前的困境是其工作失误造成的,因为Monsanto在阿根廷没有获得专利保护。在大多数情况下,如果在阿根廷获得专利保护,就能够在阿根廷阻止专利侵权。其次,在未来的基因专利申请中,应该了解“目的限制”判断逻辑的具体含义,围绕相关规则在权利要求方面创造性地展开工作,附上其他能够对含有基因材料的产品提供保护的权利要求,不应仅依赖DNA序列的权利要求。因为这个权利要求在本案中对Monsanto是无效的,必须考虑为相关产品提供选择性的保护。

五、对我国基因专利申请、保护和运用实践的启示

欧盟法院在Monsanto V. Cefetra BV案中所作出的解释,既是对欧洲专利局近三十年来所实施的生物技术专利保护政策的一种反思,也是对已运行二十一年之久的欧盟98/44/EG指令的一个补充和明确,集中体现了欧盟对整个生物技术产业所展示的一种谨慎态度。这种谨慎态度同样出现在最早对生物技术产业实施积极专利保护政策的美国,在2010年以后出现的某些诉讼中,开始重新讨论基因发明/发现的可专利性问题[11]。生物技术产业是我国七大战略性新兴产业之一,生物技术专利的年申请量和年授权量稳定增长[12],我们必须重视欧盟法院的解释,思考相关解释对我国的启示。

(一)明确解释基因专利的保护范围

从专利保护理论的角度来说,Monsanto V. Cefetra案的核心问题,触及了基因专利保护范围这个一直较为模糊的理论问题,欧盟法院的解释至少在欧盟范围内厘清了基因专利权利的界限。Monsanto在欧盟成员国的系列诉讼中,可以清楚地看到不同国家司法机关对基因专利保护范围的不同理解。例如,西班牙法院认为相关基因专利保护的发明不是DNA序列,而是该DNA所实施的功能,既然在相关基因物质在被控侵权产品中没有执行预期功能,因此没有落入基因专利的保护范围。英国法院则认为,尽管进口豆粉中存在EPSPS基因成分,但并不是独立存在的,因此进口豆粉的行为没有落入独立DNA的权利要求范围。欧盟法院的解释,明确地对欧洲生物技术专利设置了重要的限制:即只有被控侵权时,相关基因能够执行其专利申请书中所描述的基因功能(既不是相关基因“曾经”执行过相应的基因功能,也不是“将来仍有可能”执行相应的基因功能),涉及基因的相关行为才有可能落入基因专利的保护范围。根据国家知识产权局的统计,我国生物技术领域的年专利申请量和授权量均保持稳定增长态势,基因专利是其中最重要的组成部分。同时,在司法实践中,我国也开始出现基因专利侵权的案例,直接涉及基因专利范围的解释问题。例如,创世纪种业有限公司与山东圣丰种业有限公司有关双价杀虫基因侵权一案[13]就涉及基因专利保护范围的界定问题。该案主要采用以专利技术方案为标准审查被控技术或产品是否再现专利技术方案中的全部技术特征的标准,来判断是否构成专利侵权。这种侵权判定方法,明显属于“产品导向”侵权判断规则。Monsanto V. Cefetra案的出现,使得我们必须思考“产品导向”侵权判断规则适用的限制,或者说思考“功能限制”解释在基因专利保护中的可行性。采用何种规则解释基因专利保护范围,除了要考虑具体案情外,生物技术产业的结构与发展水平恐怕也是一项重要的判断因素。

(二)充分挖掘有关基因专利的各类权利要求

Monsanto V. Cefetra案中,荷兰法院详细地分析了Monsanto欧洲专利(EP0546090)的各项权利要求,并对其中涉及“独立DNA”和“方法专利”的权利要求进行了解释,认为进口豆粉的行为均没有落入相关权利要求的范围。欧盟对涉及DNA序列本身有关专利权要求进行了解释,认为如果相关DNA序列在被控侵权时没有执行其权利要求所描述的功能,则无法纳入权利要求的范围。该案发生之后,很多专利代理人就开始考虑如何就基因专利构建和组合各种新的权利要求,既能符合欧盟法院的“目的限制”规则,又能为相关基因提供尽可能充分的保护。我国生物技术领域专利代理人同样需要注意上述问题,在申请欧洲专利及欧盟成员国的专利保护时,尤其要考虑各类权利要求的组合问题。

(三)灵活运用各类知识产权的组合

涉及种子/植物创新的知识产权保护问题,既要考虑专利保护的可行性,又考虑其与品种权保护的关系。欧盟及其成员都是UPOV1991年文本的成员,无论是1994年颁布的欧盟品种保护条例还是欧盟成员国的植物新品种保护法,都规定品种权的保护范围包括授权品种的繁殖材料和收获材料,其中欧盟条例[14]、英国[15]、荷兰[16]等还授权可以制定细则规定将品种权的保护范围延伸到受保护品种收获材料的直接制成品,德国则已直接延伸到受保护品种收获材料的直接制成品[17]。如果按照德国《植物品种保护法》的规定,如果Monsanto在德国就该抗草甘膦大豆申请了品种权保护,那么至少在德国可以主张品种权来阻止豆粉的进口。从欧盟近二十年品种权保护发展趋势看,欧盟及其成员有可能逐步将品种权的保护范围延伸至直接制成品。但从欧盟法院在Monsanto V. Cefetra案中对基因专利采取的限制态度看,欧盟品种权的保护范围能否/何时扩展至收获材料直接制成品似乎还有待考虑。但不管其未来发展如何,通过Monsanto案例,提示所有从事生物育种的跨国公司、科研院所等单位和个人,需要灵活运用专利、品种权等知识产权组合为自己的创新成果提供保护。

(四)及时调整全球知识产权战略布局

欧盟法院关于基因专利保护范围的解释,也对跨国公司的全球知识产权战略布局提出新要求,必须改变过去只重视农产品进口国知识产权布局的做法,而应采取强化产品出口国的知识产权保护策略。也就是说,跨国公司的专利布局重点不能仅仅考虑产品进口国,还要考虑相关产品的出口国,以便增加更多的环节为其创新提供保护,阻止侵权。这一点同样值得我国生物育种公司、农产品国际贸易公司注意,既要考虑自身的全球知识产权战略布局,又要考虑如何避免某些跨国公司的知识产权阻击。(生物谷Bioon.com)

ACS子刊:开创性地开发出一种新的基因编辑方法—基于PfAgo的人工限制酶

基因君

ACS子刊:开创性地开发出一种新的基因编辑方法---基于PfAgo的人工限制酶
图片来自ACS Synthetic Biology, doi:10.1021/acssynbio.6b00324

2017年2月17日/生物谷BIOON/—在一项新的研究中,美国伊利诺伊大学香槟分校化学与生物分子工程系教授Huimin Zhao和研究生Behnam Enghiad开创性地开发出一种新的基因工程方法用于基础生物学研究、应用生物学研究和医学应用。他们的研究有潜力通过改善DNA切割的精确度和忠诚度为基因组研究打开新的大门。相关研究结果于2017年2月6日在线发表在ACS Synthetic Biology期刊上,论文标题为“Programmable DNA-Guided Artificial Restriction Enzymes”。

Zhao说,“利用我们的技术,我们能够构建出高度活性的人工限制酶(artificial restriction enzymes, AREs),这些AREs几乎对任何一种序列产生特异性,而且能够产生确定的长度可变的粘性末端。这是生物技术领域的一个罕见的例子,在这个领域里,人们能够以一种理性的方式轻松地和准确地设计一种想要的生物学功能或试剂。”

限制酶是基因组研究的一种重要的工具:通过在特定的位点切割DNA,它们产生切口,供外来DNA插入,从而实现基因编辑的目的。这个过程不仅是通过自然发生的限制酶实现的,而且其他的AREs近几年来日益吸引人们的关注。用于“剪切-粘贴”基因编辑的细菌免疫系统CRISPR-Cas9和修饰的限制酶TALEN是这类技术的两个流行的例子。

尽管在基因工程中有用处,但是没有AREs会产生确定的“粘性末端”。粘性末端指的是DNA梯形结构在限制酶的作用下会产生不平齐的切口,留下几个突出的核苷酸,它们之间正好互补配对。当插入新的DNA时,粘性末端会提高插入成功率。Enghiad解释道,“如果你能够利用相同的限制酶切割两种不同的DNA样品,那么产生的粘性末端是互补的。它们彼此之间发生杂交。如果你使用一种连接酶,那么你能够将它们连接在一起。”

然而,限制酶本身有一种重大的缺点:促使它们进行切割的识别序列是非常短的—通常仅为四到八个碱基对。鉴于这些酶会在这种识别序列出现的任何地方进行切割,因此科学家依赖于发现切割位点在有机体的基因组或质粒中仅出现一次的限制酶。当手边的DNA长几千个碱基对时,这经常是一个难题。

这个问题可部分上通过发现的限制酶的绝对数量加以解决:已描述了3600多种限制酶,但仅有250多种限制酶是市场上可买到的。Enghiad说,“在我们的冰箱里,为了我们的其他研究,我们很可能有100多种不同的限制酶。每当我们想要组装东西时,我们仔细查看它们,但是发现独特的限制位点的几率是非常低的。”

“我们的新技术将所有的这些限制酶统一到由一种蛋白和两种向导DNA组成的单个系统中。你不仅能够替换它们,而且你如今也能够靶向其他的限制酶不能够靶向的限制位点。”

Enghiad和Zhao开发的这种技术是通过使用一种从强烈炽热球菌(Pyrococcus furiosus)提取出的Argonaute蛋白(PfAgo)构建AREs。当PfAgo发现它的切割位点时,在一种向导DNA的引领下,它能够识别更长的序列,从而增加它的切割特异性,消除了限制酶带来的很多障碍。再者,PfAgo甚至能够比限制酶产生更长的粘性末端,相比于其他的AREs,这是一种重大的益处。

Enghiad解释道,“当我们开始研究时,我受到一篇针对一种相关蛋白TtAgo的论文的启发。它能够使用一种向导DNA切割DNA,但仅在高达70℃下才会进行切割。DNA链在75℃以上开始分离,这能够允许一种蛋白产生粘性末端。我推断,如果一种蛋白在更高的温度下有活性的话,那么这种蛋白能够作为一种人工限制酶发挥作用。”

“因此,我开始寻找这样的人工限制酶,结果我发现了PfAgo。”

除了替换用于基因工程的限制酶,Enghiad和Zhao认为他们的技术将在生物学研究中具有广泛的应用。通过产生任意长的粘性末端,PfAgo能够更加容易地组装大分子DNA,并且能够克隆大分子DNA。

这种技术的应用是非常广泛的。它的应用范围从发现新的小分子药物到设计微生物细胞工厂用于合成燃料和化学物,再到对遗传病和病原体进行分子诊断。这些都是Zhao和Enghiad当前正在研究的领域。

Zhao说,“由于它的史无前例的简单性和可编程性(单个DNA,加上用于靶向的向导DNA)以及可获得性,我们期待在所有的基于限制酶或核酸酶的生物技术应用和基础生物学研究中,基于PfAgo的AREs将变成一种强大的必不可少的工具。它在分子生物学中的作用就好比是CRISPR技术在细胞生物学中的作用。”(生物谷 Bioon.com)

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原始出处:

Behnam Enghiad, Huimin Zhao. Programmable DNA-Guided Artificial Restriction Enzymes. ACS Synthetic Biology, Publication Date (Web): February 6, 2017, doi:10.1021/acssynbio.6b00324.

科学家尝试用基因编辑技术挽救生命

基因君

科学家尝试用基因编辑技术挽救生命

2015年,一个名叫Layla的小女孩曾采用基因编辑免疫细胞治疗正在逐渐侵蚀她生命的白血病。Layla的治疗仅是一个案例,到2017年底,这种技术或将挽救数十人的生命。

基因编辑技术涉及改变或让现有基因失去活性,这种方法过去非常困难。研究人员花费多年才研发了挽救Layla的基因编辑技术,但由于CRISPR技术带来的革命,这一过程仅用数周就能完成。

实际上,CRISPR技术如此成功,目前第一例人体临床试验已经开始。在中国,它被用于使采集自癌症患者免疫细胞的一个叫作PD-1的基因失去活性。PD-1负责编码免疫细胞表面的一个“断路开关”,很多癌症都具有让PD-1开关“断开”以阻挠免疫攻击的能力。而在经过编辑的免疫细胞上,没有可以供癌细胞关掉的断路开关。

在美国,即将开展的临床试验更加雄心勃勃。它包括把一个经过编辑的额外基因添加到靶向肿瘤的免疫细胞中,然后利用CRISPR让PD-1和其他两个基因失去活性。加入靶向肿瘤的基因已经在治疗白血病等癌症临床试验中产生了非常好的前景,但它对于固体肿瘤尚未能发生很好的作用。科学家希望将两种技术相结合,让靶向治疗变得更加有效。

如果这些临床试验表明细胞基因编辑安全有效,那么它很快将被用于治疗更广泛的疾病,如眼病。(生物谷Bioon.com)

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2017(第四届)基因编辑与临床应用研讨会

会议时间:2017.6.9 -6.10      会议地点:上海

会议详情: http://www.bioon.com/z/2016geneediting/

将CRISPR技术带入临床,拜耳合资建立基因编辑新锐

基因君

近日,初创基因编辑公司CRISPR Therapeutics公司和德国药企拜耳公司共同合资成立 Casebia Therapeutics,计划在美国马萨诸塞州剑桥地区开设实验室和置办业务场所。

将CRISPR技术带入临床,拜耳合资建立基因编辑新锐

这一计划源于去年年底拜耳与CRISPR Therapeutics达成的一项合作伙伴协议。2015年12月,两家公司共同宣布它们将成立合资企业,共同研发出可应用于临床治疗的CRISPR/Cas9 基因编辑技术。

将CRISPR技术带入临床,拜耳合资建立基因编辑新锐

这次合作将把拜耳在蛋白质工程、人类疾病知识及市场化方面的经验和CRISPR Therapeutics公司的知识产权及前沿专业知识紧密结合到一起。拜耳将投资3亿美金与CRISPR Therapeutics合作开发新药,以用于血液系统疾病、失明和先天性心脏病的治疗。

CRISPR的首席执行官和联合创始人Rodger Novak博士曾表示,“获得拜耳投资以及成立合资公司是对我们业务巨大的变革。”

将CRISPR技术带入临床,拜耳合资建立基因编辑新锐

▲CRISPR首席执行官和联合创始人Rodger Novak博士

Casebia的临时首席执行官Axel Bouchon先生评论说:“我们将努力实现迅速扩大公司规模。这是一个巨大的机会。如果你有具有前景的技术和资金,你可以在该地区吸引世界上最好的科研人员。”

生物谷Bioon.com)

参考资料:

[1] Bayer and CRISPR Form 80 Employee Joint Venture NamedCasebiaTherapeutics in Boston Area

[2] Bayer and CRISPR Therapeutics AG join Forces to Discover, Develop and Commercialize Potential Cures for Serious Genetic Diseases

[3] CRISPR Therapeutics 官方网站

生物谷专访——深圳华大基因研究院院长、深圳国家基因库执行主任徐讯

基因君

编者按:随着精准医学时代的来临,生物样本库(Biobank)作为转化医学研究的重要资源,是其发展的基石。生物样本库的重点在于生物样本的采集、存储、管理、全流程质控等管理。建立高质量的生物样本库对于探索新的治疗途径,开拓新的诊治手段,优化医药研发的资源配置都有极其重要的意义。也对于提高科研效率具有极大的帮助。
徐讯 院长
生物谷专访——深圳华大基因研究院院长、深圳国家基因库执行主任徐讯
深圳华大基因研究院
嘉宾简介:深圳华大基因研究院院长、首席科学家、深圳国家基因库执行主任,主持分子生物学实验技术、信息技术的研发工作。具体研究方向包括动植物组装及进化研究,动植物群体和遗传多态性研究,建立了单细胞微量测序的实验技术平台;建立了二代测序动植物遗传多态性研究和全基因组分子育种的技术和平台。目前已发表在包括《自然》、《科学》、《细胞》等国际顶级科学杂志在内的SCI收录论文129篇;曾参与包括科技部973项目,863项目,农业部948项目在内的各种项目,目前正在负责的国家项目包括,国家863计划国产测序仪项目课题和发改委产业集聚项目;获得专利12项,另有30多项正在申请中;被评为“自然科学技术基础理论研究员”,是湖北省最年轻的高级职称获得者;被评为“深圳市国家级领军人才”;被中国科技部和盖茨基金会评选为“大挑战青年科学家”;获得深圳市“鹏城杰出人才奖”。
此外,徐讯教授还将于2017.01.06-07日出席由生物谷主办的“2017(第四届)生物样本库综合应用与发展论坛”,并为大家带来题为:存读写万物精华,引领生命新时代——国家基因库”的报告。
-生物谷记者有幸邀请徐讯院长进行专访,为本次盛会的报告做一些介绍和展望。以下是采访的文字内容。
生物谷:徐院长您好,感谢您接受生物谷的专访。现在精准医学已经成为全球的热点,您认为生物样本库在这其中扮演着怎样的角色?
回答:生物样本库是收集、处理、贮存生物样本及相关信息数据以用于基础、转化和临床研究的实体。现在的精准医疗一个重要需求是建立特定人群长期跟踪的样本库及其相对应的表型库,临床信息决定了生物样本的研究应用的范围和深度,基因信息必须结合临床信息才有可能为病人提供更精准的结果。因此生物样本库因包含两方面内容:一是生物样本本身的收集、处理、存储和应用;二是与生物样本相关的临床诊断、治疗、随访等表型信息,二者缺一不可。比如确定个体肿瘤生物标志物并能将其运用于疾病的诊断、预后和疗效预测,对精准医疗具有非常重要的影响,也迅速改变着临床治疗方法,这些疾病相关生物标志物的筛选就依赖于大量信息完整的生物样本作为基础,因此生物样本库对精准医疗的进展发挥了重要作用。
生物谷:您受邀在2017(第四届)生物样本库综合应用与发展论坛上演讲,请问您认为现阶段中国生物样本库的发展面临着怎样的问题和挑战?
回答:第一.我们的标准规范如何跟国际公约、国际标准接轨甚至是参与和引领国际标准的制定。
第二.使用基因技术涉及的社会伦理道德问题一直受到全人类瞩目,作为基因研究的基础——生物样本库的建立和使用也毫不例外地处于舆论的风口浪尖。相关争论的焦点主要在于样本获得同意、知情权、商业利益的分享、个人隐私甚至国家安全方面。
第三.生物样本库存储的样本需要有比较全面的临床信息相对应,提高样本的使用率。
第四.建立一个良好的共享体系,促进机构间的样本交流与合作。
生物谷:国家基因库为什么选择由华大基因来承建和运营?华大与其他公司或机构相比,优势在哪里?
回答:第一,华大基因是全球最大的测序机构,建国家基因库并不仅仅是收集和保存基因资源,更要得到应用,需要有数字化的过程,这恰恰是华大基因的优势。
第二,华大从1999年创立以来,拥有的人类基因组数据一度占到全球的近50%,而且拥有超过70%的全球农业基因组数据。华大基因拥有的这些数据也是国家基因库特别是数据库中非常重要的资源。
第三,华大基因作为一个民办官助的新型研究机构,在利用国内外资源方面比体制内的机构具有更好的条件,能让资源得到充分共享。
最初把这样一个平台交给华大组建和运营,是基于中国相关领域的发展态势以及过去科研平台存在的问题而形成的决策。
生物谷: 您在国家基因库的开业仪式上宣布启动DNA存储、超大基因组合成计划、瑞丽植物园数字化项目、母婴健康队列等重大建设规划项目,并正式对外启用国家基因库数字化平台和开放数据中心。那么在您看来,国家基因库和欧美国家的基因库还存在着哪些差距?
回答:目前国家基因库的存储样本量已达千万级别,未来还将达到亿万级别的存储规模;数据存储容量已达60Pb,未来将高达500Pb。同时国家基因库保存的样本数据覆盖范围广,涉及:疾病、健康人群、动物、植物、微生物以及海洋资源等等。无论是样本还是数据,我们的存储能力都已经达到了世界领先水平。
此外,在功能设计上国家基因库不仅有样本和数据的存储平台,国家基因库不仅仅进行样本和数据的存储,还建立了数字化平台和合成与编辑平台对基因数据进行“解读”和“编写”,具有了自主产生数据的能力,可自产自存及应用开发能力,并以“存、读、懂、写、用”为建设目标,打造既有数据又有可溯源实体样本的新一代基因资源库、信息库、知识库和工具库。
如何有效地利用这些存储的样本数据,为科研和产业转化平台和数据支撑是我们今后发展的重点。仅仅只是我们自己是没有办法完成这些大样本、大数据的解读和分析的,所以国家基因库是一个公共平台,是对全国提供公共服务的,包括科研机构,也包括产业化机构,我们希望国家基因库不仅仅是提供技术科研的对外服务,也提供产业化孵化的功能。
生物谷:针对目前生物样本库产业面临的运转效率低,收集和保存样本困难,有价值的样本无法实现产生商业化价值,华大基因研究院未来有怎样的规划?
回答:以上这些问题都是在问:存什么,怎么存,存了以后有什么用?
针对这些问题,国家基因库已经搭建了“三库两平台”,以对海量生物资源的存、读、懂、写、用为基础,聚焦精准健康、精准农业、海洋开发、微生物应用等领域,将会极大地缩短基础科研到科技成果转化应用的周期。目前及未来华大研究院将要重点关注生物信息大数据、精准医疗队列研究、精准医学大数据、种质资源等领域,会针对大样本,大数据的开发应用设计一系列的科研项目,指导样本的收集和成果转化。即将开展的项目包括但不仅限于:数字化地球、预防出生缺陷等。同时我们也在研发基因测序技术,测序成本的降低,也将大大推动样本转化的速度。

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2017生物样本库综合应用与发展论坛

会议时间:2017.1.06-2017.1.07     会议地点:上海

会议详情: http://www.bioon.com/z/2017biobanking/

科学家对细菌基因组成功实现了根本性地“重写”

基因君

科学家对细菌基因组成功实现了根本性地“重写”

2016年8月23日 讯 /生物谷BIOON/ –近日,在Science杂志上刊登的一篇文章中,合成生物学家报道了一种对细菌基因组进行重新“布局”(rewiring)的突破性研究成果,这项研究报告中,研究人员对大肠杆菌基因组中3.8%的碱基对进行了“再利用”,并且成功改变了其用途。

科学家将64个遗传密码子中的7个替换成了能够产生相同组分的遗传密码子,遗传密码子是可以编码产生氨基酸的基因序列,同时研究者通过在55个DNA片段中合成DNA就减少了密码子的数量,而每一个片段都是长为5万个碱基对的DNA片段,随后研究人员利用这些片段重新组装形成了功能性的大肠杆菌(E.coli)。

尽管如此,来自哈佛医学院的研究者表示,这是我们向开发具有新型特性的工程化有机体迈出的巨大一步,比如我们开发抵御病毒感染的有机体等。包括George Church在内的多个合成生物学家表示,这项工作为人类基因组计划的进展提供了一种研究原型,在人类基因组计划研究中,科学家们的终极目的就是成功合成人类的基因组。

科学家对细菌基因组成功实现了根本性地“重写”

大的改变

研究者Church说道,这项研究表明,这种根本性的重组技术或许是可行的;来自耶鲁大学的研究者Farren Isaacs认为,在自然界中将有机体密码子从64个减少为57个是一项非常大的壮举,如今我们取得了巨大成功,而这主要表现在我们阐明了遗传密码子的可塑性,同时还揭示了如何通过对基因组的重新编码来从有机体中提取出全新类型的生物学功能和特性。

研究者Church的实验室和其他研究者此前通过研究发现,他们有可能对大肠杆菌的单个氨基酸进行重新编码,以便细菌可以插入在自然中找不到的氨基酸分子;而诸如这样的重编程有机体或许会对病毒感染产生较强的耐受力,因为重组的有机体中不再含有所有自然界生物体中所常见的遗传机器,而病毒往往会利用有机体中的常见遗传机器来进行自我复制。这些重编程有机体的制造主要依赖于饮食中合成性的氨基酸,同时其还能缓解科学家们的担忧,而科学家们会担心重编程的细菌会“逃离”实验室并在自然界开始肆虐。

科学家对细菌基因组成功实现了根本性地“重写”

我们所拥有的先进技术

研究者在最新的研究中使用的重编码过程是一项非常艰难的开发过程,多年前研究者根本不可能看到这种技术,然而在过去10年里,工程学研究和合成性DNA技术的速度大大加快,从而就促进科学家们开展了很多遗传工程学新技术及研究。

来自华盛顿大学的研究者Marc Lajoie说道,这种遗传工程学计划目前正处于前所未有的大规模研究之中,而且如今我们能够开发出大型完整的合成性基因组,同时我们还能够将最多的功能性改变引入到合成性的基因组中去。

来自雷格文特尔研究所的研究者Craig Venter今年3月份宣布,他们以所有不必要的基因被移除的细菌基因组为基础开发出了一种合成性的基因组,但有机体的基因组在数量级上往往要小于大肠杆菌。如今研究者Church和其同事正在尝试将重编码大肠杆菌的DNA片段“缝合”到连续的基因组上,随后他们将检测是否这种重组的有机体是否具有生存的能力;Church表示,我们并不清楚这项计划需要多长时间才能完成,实验室的其他同事则推测这项研究需要持续数月甚至数年。(基因宝jiyinbao.com)

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参考资料:

【1】‘Radically rewritten’ bacterial genome unveiled

【2】Evolution of translation machinery in recoded bacteria enables multi-site incorporation of nonstandard amino acids

Nature Biotechnology     doi:10.1038/nbt.3372

【3】Design, synthesis, and testing toward a 57-codon genome

Science    DOI: 10.1126/science.aaf3639

和性格有关的基因,也和精神疾病相关 | Nature Genetics 论文推荐

基因君

和性格有关的基因,也和精神疾病相关 | Nature Genetics 论文推荐

 

先天的遗传和后天的经验都会通过多种方式塑造我们的人格与精神健康状态,两者同样重要,而前者更加难以捉摸。近期一项遗传分析研究中,研究者在人类复杂的遗传图谱中找出6个与大五人格(外向性、神经质、亲和性、尽责性和开放性)相关的基因组片段,其中某些片段能够同时影响人格和精神健康状态,如在陌生人面前是夸夸而谈还是小心谨慎,以及是否易患精神分裂症、注意力缺陷多动障碍(ADHD)等精神疾病。具体地说,研究者在以下几组人格与疾病之间发现遗传关联:外向性与 ADHD,神经质与抑郁症,开放性与精神分裂症和双相障碍。这项新发现加深了我们对于精神健康状态的认识,并可能对诊断和治疗精神疾病有所帮助。

 

这项由加州大学圣地亚哥分校开展的研究发表在 Nature Genetics 杂志上。研究中筛选的六万个遗传样本由消费者基因组学公司23andMe 提供,同时,人格遗传学联盟(Genetics of Personality Consortium)也提供了含有约八千个遗传样本的数据库。综合分析以上数据,研究者试图找出特定 DNA 片段、个性与精神疾病三者之间的关联。

 

心理学家在研究人格时,常常使用前述的大五人格模型,这五种特质几乎可以涵盖人格描述的所有方面,通过对这五种特质分别评分,从而给一个人的人格打分。早期对双生儿和家系的研究表明,大约40%的人格测试结果差异可以由遗传因素解释

 

将所有遗传数据和人格分析数据综合分析,研究人员发现神经质(neuroticism)与染色体区域8p23.1有很强的相关性。已知该染色体区域编码与先天免疫和神经系统相关的基因,并且早期研究发现该区域与癌症和发育性神经精神障碍相关。而神经质的显著特征是焦虑、抑郁和情绪不稳,这一新关联的发现提示了种种机制上的可能。

 

研究人员还发现外向性(extraversion)和染色体区域12q23.3之间有很强的相关性。曾有研究报导12q23.3与双相障碍(bipolar disorder)相关,提示着该区域参与调控人格与气质。

 

在关联分析中,研究者发现神经质与抑郁症、外向性与 ADHD 之间有显著的遗传相关性,他们认为这表明 ADHD 很有可能是外向性的变种之一。

另外,该研究还发现 L3MBTL2 基因变异同时与神经质和精神分裂症相关,这佐证了先前在群体研究中发现的神经质与精神分裂症之间的关联。而 MTMR9 基因突变与外向性和抗精神疾病类药物的易反应性相关

最后,研究者没有发现尽责性(conscientiousness)、受教育程度和学术成就之间的显著基因相关性。

 

总体来说,该研究发现某些遗传因素可同时影响人格特征和精神疾病。尽管该研究中样本量很大,但研究者认为这还不足以对一些可能与人格、疾病相关的罕见遗传特征做出统计学分析。不过,这项发现足以让我们对人格和精神疾病之间的遗传关联分析抱有更大的期待。

文章来源

http://arstechnica.com/science/2016/12/scientists-track-down-genes-behind-our-personalities-and-mental-disorders/


 

论文基本信息

【题目】Genome-wideanalyses for personality traits identify six genomic loci and show correlationswith psychiatric disorders

【作者】Min-TzuLo, David A Hinds, Joyce Y Tung, Carol Franz, Chun-Chieh Fan, etc

【期刊】NatureGenetics

【日期】December 2016

【DOI】doi:10.1038/ng.3736

【摘要】Personalityis influenced by genetic and environmental factors and associated with mental health.However, the underlying genetic determinants are largely unknown. We identifiedsix genetic loci, including five novel loci, significantly associated withpersonality traits in a meta-analysis of genome-wide association studies (N =123,132–260,861). Of these genome-wide significant loci, extraversion wasassociated with variants in WS CD2 and near PCDH15, and neuroticism withvariants on chromosome 8p23.1 and in L3 MBTL2 . We performed a principal componentanalysis to extract major dimensions underlying genetic variations among fivepersonality traits  and six psychiatricdisorders (N = 5,422–18,759). The first  geneticdimension separated personality traits and psychiatric disorders, except thatneuroticism and openness to experience were clustered with the disorders. Highgenetic correlations were found between extraversion and attention-deficit–hyperactivitydisorder (ADHD) and between openness and schizophrenia and bipolar disorder.The second genetic dimension was closely aligned with extraversion–introversionand grouped neuroticism with internalizing psychopathology (e.g., depression oranxiety).

 【原文链接】http://www.nature.com/ng/journal/vaop/ncurrent/full/ng.3736.html

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2017生物样本库综合应用与发展论坛

会议时间:2017.1.06-2017.1.07     会议地点:上海

会议详情: http://www.bioon.com/z/2017biobanking/

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