基因时代
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滴酒不沾与基因有关?

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滴酒不沾与基因有关?

科学家指出,他们已经确定了一类基因变异,可以抑制饮酒的欲望。

他们称这项发现可能促使控制饮酒的药物的开发。

这种 β- Klotho 基因变异是在通过对超过105000例轻度饮酒和重度饮酒人群的遗传研究中发现的。酗酒者未列入研究范畴,研究人员说。

参与者提供了基因样本,并完成了对每周饮酒习惯的问卷调查。

大量饮酒是指对男性来讲每周饮酒超过 21 杯,女性每周超过 14 杯。轻度饮酒是指对男性来讲每周饮酒不超过 14杯,女性每周不超过7杯。“一杯”的量相当于一小杯红酒,或半品脱啤酒。

“这项研究确定了Klotho 基因变异与个人酒精消费之间的联系。饮酒越少,基因变异的频率越低。” David Mangelsdorf说。

西南大学分子生物学和药理学Steven Kliewer教授说,“过量饮酒问题是世界范围内的重大公共卫生问题,每年造成超过 300 万人死亡”。

科学家一致致力于酒精和成瘾相关的研究。然而,酒精造成的社会负担不只是上瘾问题,更多的是其造成的相关疾病,Kliewer在一次大学新闻发布会说。

研究人员说,减少酒精的摄入有诸多益处,比如能减少心脏病风险。

美国心脏协会指出,重度饮酒可导致高血压高和肥胖,二者是导致心脏疾病的主要因素。(生物谷Bioon.com)

IJC:特殊基因特性帮助预测卵巢癌患者生存率

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IJC:特殊基因特性帮助预测卵巢癌患者生存率

2016年7月6日讯/生物谷BIOON/–英国一项新研究鉴定了一项基因标签,该标签预测了卵巢癌患者的幸存率。研究还鉴别了一项促使癌症发展,对化疗产生抗药性的基因,这对帮助病人治疗疾病提供了一种新的途径。

该研究发表在International Journal of Cancer上,该文研究了HOX基因在卵巢癌耐药性中的作用以及一种靶向HOX的HXR9药物是否可以帮助防止耐药性的发展。

HOX基因家族在胚胎成长过程中能够非常快速的进行细胞分裂。这些基因的大多数在成人期间会终止生长发育,但是之前的研究表明一些癌症包括卵巢癌中,HOX基因会重新起作用来帮助癌细胞增殖和生存。

Richard Morgan教授带领研究人员分析了99名患有上皮性卵巢癌的组织样本(EOC),并将这些与健康的卵巢和输卵管组织样本进行比较。

在正常卵巢组织中几乎没有HOX基因表达,而39 个HOX基因中有36个被发现在组织样本中,是一种上皮性卵巢癌亚型,被称为“优质浆液性”,它在上皮性卵巢癌中占了大约80%。

研究小组使用HXR9在细胞中进行了广泛的测试,在小鼠身上进行了初步测试。HXR9是一种由Morgan教授开发的多肽药物,该药阻止了HOX基因表达蛋白的功能,迫使癌细胞死亡。

研究小组测试了HXR9与顺铂(一种目前用于治疗卵巢癌的最常见的药物)的功能,以及两者的结合作用。他们发现,相比单独使用药物来说,两种药物结合的作用可增加癌细胞的死亡。

Zoe Kelly博士说:“我们已经发现了在抗化疗过程中起促进作用的一组基因,这在卵巢癌的治疗中是一个主要问题。我们也有广泛的细胞数据显示使用HXR9可以克服药物耐药性,使细胞更容易受到化疗治疗。

她补充道:“经过治疗小鼠存活时间更久一点,但使用组合药物的方法杀死细胞只是略微比单独使用HXR9效果好一点。然而,这些测试是在很短的时间内完成的,我相信更多的小鼠样本量测试会显示更清晰的结果。这需要更进一步的研究。”(基因宝jiyinbao.com)

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The prognostic significance of specific HOX gene expression patterns in ovarian cancer

Zoe Kelly1,*, Carla Moller-Levet2, Sophie McGrath1, Simon Butler-Manuel3, Thumuluru Kavitha Madhuri3, Andrzej M. Kierzek2, Hardev Pandha1, Richard Morgan4 andAgnieszka Michael1

HOX genes are vital for all aspects of mammalian growth and differentiation, and their dysregulated expression is related to ovarian carcinogenesis. The aim of the current study was to establish the prognostic value of HOX dysregulation as well as its role in platinum resistance. The potential to target HOX proteins through the HOX/PBX interaction was also explored in the context of platinum resistance. HOX gene expression was determined in ovarian cancer cell lines and primary EOCs by QPCR, and compared to expression in normal ovarian epithelium and fallopian tube tissue samples. Statistical analysis included one-way ANOVA and t-tests, using statistical software R and GraphPad. The analysis identified 36 of the 39 HOX genes as being overexpressed in high grade serous EOC compared to normal tissue. We detected a molecular HOX gene-signature that predicted poor outcome. Overexpression of HOXB4 and HOXB9 was identified in high grade serous cell lines after platinum resistance developed. Targeting the HOX/PBX dimer with the HXR9 peptide enhanced the cytotoxicity of cisplatin in platinum-resistant ovarian cancer. In conclusion, this study has shown the HOX genes are highly dysregulated in ovarian cancer with high expression of HOXA13, B6, C13, D1 and D13 being predictive of poor clinical outcome. Targeting the HOX/PBX dimer in platinum–resistant cancer represents a potentially new therapeutic option that should be further developed and tested in clinical trials.

【解析精准医疗】谁买你的基因数据,谁有先见之明!

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【解析精准医疗】谁买你的基因数据,谁有先见之明!

一个人的ATCG编码不仅仅是遗传密码,而是未来的金矿

在刚刚结束的第七届中美临床与转化医学国际论坛上,关于基因检测和精准医疗的交流,无论是癌症早期筛查,还是心血管疾病或代谢疾病预防,都异常火热。总之,基因数据似乎越来越值钱了!谁有如此先见之明,买你的基因数据,告知你的健康和未来呢?中国还没有买家!

美国有家名叫23andMe的基因检测公司,三年前曾被FDA勒令叫停,后来又重操营生。现在,他们开始转变风向,利用所积累的超过百万份DNA数据库,向制药企业兜售DNA数据信息了。真是三年河东、三年河西呀!

值得关注的是,这些就是精准医疗或健康的核心所在!为什么这么说?

事情是这样,当你将自己的唾液(吐口唾沫!)和199美元费用邮寄给23andMe公司,几周后你将获得一份在线DNA报告,告知你自己的祖先起源,展示出你的血统可能是来自亚洲、欧洲或非洲。你也可以选择进一步提交你的DNA数据,用于遗传学研究。提交DNA的人可以获得230多项医学研究结果,主要集中在寻找疾病的治疗和最佳方案。也可能预测36种遗传疾病中哪些可能会遗传给你的后代等。

【解析精准医疗】谁买你的基因数据,谁有先见之明!

邮寄给你收集唾液的包装盒和取样试管

【解析精准医疗】谁买你的基因数据,谁有先见之明!

自己取样唾液很方便。你的宝贵DNA信息都在其中

该公司已经运行了10多年,当年被让FDA大为光火的是他们竟敢应用DNA数据信息来预测个体健康和未来疾病状况(现在所谓精准医疗不就是这玩意儿吗?),而那些个人并不明白和理解什么DNA编码,意味着什么? 但却深受广大民众欢迎。

事实就是事实

截至去年为止,该公司已拥有120万份个人的DNA基因数据信息。现在,他们将数据库有偿开放给13家制药企业。比如说,著名的基因泰克公司(Genetech),该公司不得不花了1千万美元仅仅是看看那些帕金森症患者所携带的DNA基因信息。

23andMe开始利用DNA数据信息挣钱了,而且是个人自愿付费所获得的免费数据。尽管该公司仍未盈利,却被估值超过了10亿美金!

今天,人们已经开始意识到“钱跟着数据走!”如果你能不费吹灰之力(且个人愿意掏钱)获得个体DNA数据信息,这样的买卖谁不垂涎三尺呢?

从去年开始,23andMe的“春天”来了!因为美国政府开始鼓吹基因检测(精准医疗的核心)来预测那些“高风险基因”,从大数据信息中来把握未来的人口健康发展趋势。

引起业内同行羡慕嫉妒恨的是,23andMe敢把个人基因信息作为“商品”出售而获利。这不得不说,23andMe是先行先试践行了“精准医疗”的健康预测,不是吗?奥巴马的精准医疗动议目标就是收集一百万普通人的基因数据信息而建立人口健康数据库吗?这和23andMe已经完成的工作不是一致的吗?说到此,解析精准医疗就是收集个人DNA基因信息,然后告知你的未来健康和疾病。

今天回首看看,23andMe已经成为全球最大的DNA信息生物样本库!而且还包括了患者或每个个体所提供的自己的健康信息。他们验证了精准医疗实践。

【解析精准医疗】谁买你的基因数据,谁有先见之明!

精准医疗——政府出钱,购买你的基因数据信息

“现代医学”即将过时?

现在,23andMe每周可以收集大约2百万份各种不同的回答和质疑,而这些关于各种疾病的基因信息对于制药企业是不可多得的宝贵信息。依据这些DNA信息,研究人员已经意识到并发现了某些基因是如何影响或诱发某些疾病的。这些不正是药企所需要了解的吗?

当23andMe收到一份唾液样本时,实际上,这份DNA样本会被检测65万个基因位点;这些已经不是花钱多少的问题,更多地是告诉你的全基因测序中,哪些基因可能决定你的眼睛是蓝色或棕色的?哪些基因预示你的健康?

23andMe为了获得某一特殊疾病患者的基因组信息,他们甚至为那些患者免费测序基因,而这些免费基因测序的背后可能是某一大药厂为了获得该类患者的基因信息而出钱出力。“安全、无风险,值得参与的医学研究”是他们的噱头,百试百灵。

随着基因测序技术越来越完善,所花费的成本也越来越低,今后,患者甚至普通人都可以自己预约DNA基因全测序,可以了解自己的身体健康状况和预测未来。还有什么比这个更能自我告知身体状况呢?不久的将来,医生说什么就是什么的“现代医学”即将过时了!这也是医生难言的事实!

【解析精准医疗】谁买你的基因数据,谁有先见之明!

未来医学是看“基因”下药,不再是看病给药吃了!(基因宝jiyinbao.com)

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2016 数据科学:健康大数据产业论坛 ——大数据驱动下的医疗服务

会议时间:2016.09.22 – 2016.09.23     会议地点:上海

会议详情: http://www.bioon.com/z/2016Big-Data

Nat Com:不愧诺奖!自噬还参与中心体数目调节维持基因组稳定

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Nat Com:不愧诺奖!自噬还参与中心体数目调节维持基因组稳定

2016年11月30日讯 /生物谷BIOON/ –中心体是细胞分裂过程中一个起重要作用的细胞内结构,通过组织蛋白构架并附着在染色体上,负责在细胞分裂成子细胞之前将染色体进行分离。中心体由一对中心粒组成,中心粒又由包括Cep63和PLK4在内的不同蛋白组成。科学家们认为这些蛋白能够调节中心粒的数量,也会影响中心体的数目,细胞会通过泛素-蛋白酶体途径对这些组成中心粒的蛋白进行降解。但是来自日本的研究人员观察到缺少一种自噬参与蛋白的小鼠细胞中存在多个中心体。他们的工作表明自噬是调节中心体数目的另一种方法。相关研究结果发表在国际学术期刊Nature Communications上。

有研究证明选择性自噬能够通过将一些特定的“货物”包括蛋白和细胞器送到溶酶体促进降解。该研究发现存在自噬缺陷的细胞会携带多余的中心体,这一现象在使用自噬抑制剂处理的正常细胞中也得到了证明。

在存在自噬缺陷的细胞中还可以看到Cep63形成的点状聚集。沉默Cep63能够减少存在多个中心体的细胞数量,而Cep63表达上调则会增加细胞内中心体数目,这表明Cep63在调节中心体数目方面发挥作用。“蛋白质染色结果表明Cep63蛋白形成的点状聚集与p62蛋白存在共定位和直接相互作用,p62蛋白是选择性自噬过程中的一个‘货物’受体,”文章第一作者Yuichiro Watanabe这样说道。“这说明p62参与了对Cep63的自噬降解。”在正常细胞中,大多数Cep63会通过自噬调节中心体的数目。但是缺少了自噬过程,Cep63会继续存在并与p62发生相互作用,导致多余中心体的形成。

“缺少p62以及其他自噬参与蛋白的小鼠也会出现细胞内存在多余中心体的现象,”文章通讯作者Shigeomi Shimizu这样说道。“这表明自噬在维持基因组稳定方面发挥重要作用。”

这篇题为“Autophagy Controls centrosome number by degrading Cep63”的文章发表在国际学术期刊Nature Communications上。(基因宝jiyinbao.com)

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DOI: 10.1038/ncomms13508 

Autophagy controls centrosome number by degrading Cep63

Yuichiro Watanabe et al.

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2016(第三届)自噬转化医学与疾病研讨会

会议时间:2016.12.09-2016.12.10     会议地点:上海

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

基因编辑摧毁疱疹病毒

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基因编辑摧毁疱疹病毒

几乎所有人都会携带不同形式的疱疹病毒,而后果可能比偶发的唇疱疹严重得多。疱疹病毒还会引发带状疱疹,并且与失明、出生缺陷,甚至是癌症存在关联。然而,人们至今仍未摆脱它们。

对抗疱疹病毒的最好方法之一是阻断它们复制DNA时所需的酶。不过,尽管这会使人体内的病毒水平下降,但它无法清除感染。更糟糕的是,它对于一直在细胞内等待合适时机再次暴发的休眠疱疹病毒不起作用。

不过,基因编辑或许能让人们摧毁这些潜伏性病毒。来自荷兰乌德勒支大学医学中心的Robert Jan Lebbink和同事正在开发一种或许可通过干扰其DNA将特定疱疹病毒从人体内清除的疗法。

Lebbink团队一直在尝试CRISPR。这种基因编辑技术能被用于剪断一个序列中精确位置上的DNA。当在生物体或病毒内部的DNA上应用该技术时,剪下的DNA通常会被修复,但这一过程经常会在剪断的地方引起突变或错误。这意味着,基因编辑或许能帮助摧毁休眠病毒。当CRISPR被用于剪断两个或更多重要位置的病毒DNA时,DNA极有可能不会得到恰当修复,从而使病毒无法发挥作用。

当研究人员在感染了爱泼斯坦—巴尔氏病毒(EBV)的猴子或人类细胞中尝试这种技术时,他们发现,剪断一个位置的DNA可使病毒活性降低约50%,剪断两个位置的DNA会让95%的休眠病毒从细胞中消失。EBV是一种引发腺热且同多种癌症存在关联的疱疹病毒。

“我们能高效地将潜伏性基因组从受感染细胞中清除,并且将细胞同入侵者基本隔离开来。”Lebbink表示。更重要的是,这种疗法似乎对病毒所寄居的人类细胞没有影响。当涉及到将疱疹病毒从诸如大脑等器官中清除时,这是一个重要的考虑因素。

不过,在CRISPR变成一种有效的疗法之前还有很多重大挑战,比如将CRISPR机器运送至受感染细胞内的问题。“如何运送和安全性是需要解决的关键问题。”Lebbink表示,尽管他们正在取得进展。(基因宝jiyinbao.com)

Nat Med:科学家揭秘基因如何影响机体应对病原体的免疫力

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Nat Med:科学家揭秘基因如何影响机体应对病原体的免疫力

2016年7月5日 讯 /生物谷BIOON/ –近日,刊登在国际杂志Nature Medicine上的一项研究报告中,来自格罗宁根大学医学中心等机构的研究人员通过研究揭示了健康个体机体中遗传因子如何控制免疫细胞对病原体的反应,文章中,研究者对200名志愿者进行研究,调查了当其受多种体外病原体刺激时免疫细胞的反应情况,同时研究者还将这些反应同400万个遗传性变异联系起来(即单核苷酸多态性)。

文章中研究者重点关注了免疫细胞如何使用细胞因子来作为信号指导其对感染性因子产生反应,他们对来自人类功能基因组学计划中的200名参与者的血液样本进行分析,在实验室中研究者利用10种不同的细菌和真菌病原体对分离自血液中的免疫细胞进行刺激,随后在24小时及/或7小时后测定8种不同生长因子的反应。

不断改变的反应

研究者Kumar说道,我们在不同个体间观察到了细胞因子产生发生着较大的差异,这些反应对于不同的病原体非常特殊,这就表明,细胞因子会引发对病原体反应的改变,而且每一种感染都会诱发特殊的细胞因子反应通路。本文研究的关键是他们进行了一项大规模研究,即利用许多病原体并测定不同细胞因子的水平,下一步他们将去调查是否这些反应受到了遗传性的控制,在一组参与者中,研究者检测了400万个单核苷酸多态性(SNP)。

随后研究者发现了影响细胞因子反应的6个基因组区域,而且细胞因子的产生至少部分由遗传决定,其中一个典型的例子就是SNP,其可以影响GOLM1基因的表达,同样其也会高度表达来对病毒感染产生反应。研究者认为这或许和白色念珠菌感染的反应也存在明显的关联。

概念验证

研究者认为,当SNP的特殊突变存在时,细胞因子白细胞介素-6的产生就会降低,相关结果在念珠菌血症的患者中已经证实,念珠菌血症即真菌存在于血液中应引发感染,其和这些患者机体中相同的SNP及低水平的白细胞介素-6直接相关,因此遗传突变体的存在或许就导致其不能有效清除病原体。

最后研究者Kumar说道,本文研究中我们发现了细胞因子产生的多种突变,而且通过特殊的遗传组分解释了这些突变产生的原因,这就为后期开发治疗疾病的新型个体化疗法提供了新的思路和希望;当然相关研究或许也帮助研究者找到了新的遗传标志物来预测个体感染疾病的风险,而隐藏在不同易感性背后的遗传机制或许也可以帮助开发新型疾病疗法。(基因宝jiyinbao.com)

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Nat Med:科学家揭秘基因如何影响机体应对病原体的免疫力

doi:10.1038/nm.4139
PMC:
PMID:

Inter-individual variability and genetic influences on cytokine responses to bacteria and fungi

Yang Li, Marije Oosting, Patrick Deelen, Isis Ricaño-Ponce, Sanne Smeekens, Martin Jaeger, Vasiliki Matzaraki, Morris A Swertz, Ramnik J Xavier, Lude Franke, Cisca Wijmenga, Leo A B Joosten, Vinod Kumar & Mihai G Netea

 

Little is known about the inter-individual variation of cytokine responses to different pathogens in healthy individuals. To systematically describe cytokine responses elicited by distinct pathogens and to determine the effect of genetic variation on cytokine production, we profiled cytokines produced by peripheral blood mononuclear cells from 197 individuals of European origin from the 200 Functional Genomics (200FG) cohort in the Human Functional Genomics Project (http://www.humanfunctionalgenomics.org), obtained over three different years. We compared bacteria- and fungi-induced cytokine profiles and found that most cytokine responses were organized around a physiological response to specific pathogens, rather than around a particular immune pathway or cytokine. We then correlated genome-wide single-nucleotide polymorphism (SNP) genotypes with cytokine abundance and identified six cytokine quantitative trait loci (QTLs). Among them, a cytokine QTL at the NAA35-GOLM1 locus markedly modulated interleukin (IL)-6 production in response to multiple pathogens and was associated with susceptibility to candidemia. Furthermore, the cytokine QTLs that we identified were enriched among SNPs previously associated with infectious diseases and heart diseases. These data reveal and begin to explain the variability in cytokine production by human immune cells in response to pathogens.

新研究借助CRISPR/dCas9技术唤醒沉睡的抑癌基因

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新研究借助CRISPR/dCas9技术唤醒沉睡的抑癌基因

2016年11月29日讯 /生物谷BIOON/ –根据澳大利亚研究人员的一项最新进展,让我们的基因从体内摧毁癌细胞,这样就可以不吃药治癌症了。研究人员使用基因编辑技术CRISPR/dCas9唤醒关键的肿瘤抑制基因从内部摧毁癌症。该研究团队主要聚焦在将该技术应用于乳腺癌和肺癌细胞,也研究了对胃肿瘤细胞的潜在效果。

“我们体内每天都会产生癌变细胞,但是机体有非常高效的DNA损伤识别系统,发现损伤之后就会进行修复或执行自我摧毁程序。”Dr. Benjamin Garcia-Bloj这样说道。

肿瘤抑制基因能够对细胞进行检查确保细胞没有任何损伤和突变,并且不会出现生长失控,因此这些基因是机体清除癌变细胞实现自我治愈的关键。

“如果未来可以通过重新激活或者说‘唤醒’这些肿瘤抑制基因,让它们去执行治疗疾病的工作那就太好了。这样就可以不用吃药还能治疗疾病,传统的癌症治疗方法中使用的药物经常会对身体产生不良影响。”Dr. Garcia-Bloj这样说道。

“细胞有一些机制可以防止正常细胞变成癌细胞,只是在人们患上癌症以后一些肿瘤抑制基因会被沉默。我们开发的这种治疗方法可以让细胞重新记起如何激活这些机制来阻止癌症扩散。”

在此之前科学家们曾使用CRISPR技术激活一些沉默的基因,但是直到现在激活率仍然非常低。

“我们能够在体外实验中促进基因表达使其表达活性增加22000倍,并可以阻止癌细胞生长,不过该技术目前仍处于概念验证阶段,距离真正的临床试验还有许多年。我们还需要进行动物研究,希望能够在活体肿瘤中通过激活多个基因获得相同的结果。”

相关研究结果发表在国际学术期刊Oncotarget上。(基因宝jiyinbao.com)

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DOI: 10.18632/oncotarget.11142 

Waking up dormant tumor suppressor genes with zinc fingers, TALEs and the CRISPR/dCas9 system

Benjamin Garcia-Bloj1,2,4, Colette Moses1,2, Agustin Sgro1, Janice Plani-Lam1, Mahira Arooj1,5, Ciara Duffy1,2, Shreyas Thiruvengadam1, Anabel Sorolla1, Rabab Rashwan1, Ricardo L. Mancera5, Andrea Leisewitz4, Theresa Swift-Scanlan6, Alejandro H. Corvalan3,4, Pilar Blancafort1,2

中国学者祁庆生教授:基于CRISPR-Cas9一步式改造细菌基因组

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中国学者祁庆生教授:基于CRISPR-Cas9一步式改造细菌基因组

11月24日,在《Scientific Reports》发表的一项研究中,山东大学生命科学学院的祁庆生教授带领的研究小组,描述了一个CRISPR-Cas9辅助的非同源末端连接(CA-NHEJ)策略,用于细菌基因高效而快速的失活——以一种不依赖同源重组的方式,并无需无选择标记的使用。

中国学者祁庆生教授:基于CRISPR-Cas9一步式改造细菌基因组

同源重组介导的基因工程,已广泛应用于原核生物中,并具有较高的效率和准确性。然而,用这种方法来实现更大规模的基因组编辑(具有许多基因或大的DNA片段),还是有限的,因为DNA编辑模板构建的程序相对复杂。山东大学生命科学学院的祁庆生教授带领的研究小组,描述了一个CRISPR-Cas9辅助的非同源末端连接(CA-NHEJ)策略,用于细菌基因高效而快速的失活——以一种不依赖同源重组的方式,并无需无选择标记的使用。

祁庆生教授早年毕业于山东大学,2001年在德国明斯特大学微生物系获博士学位。2001年被聘为德国开姆尼茨工业大学生物工程系课题组负责人。2004年回国任山东大学微生物技术国家重点实验室教授,博士生导师。主要研究方向为:微生物合成与代谢调控。

CRISPRs和CRISPR相关蛋白(Cas)蛋白的新应用,已经彻底改变了基因组工程。在单引导性RNA(sgRNA)的指导下,CRISPR-Cas9系统可在任何基因组位点上产生双链断裂(DSBs)。这些DSBs可以由HR或通过非同源末端连接(NHEJ)修复。在高等生物中,相比较HR而言,NHEJ是主要的DNA修复系统,来维持基因组的稳定性。NHEJ完全适合于管理DSBs,因为这条路径没有显示出对DNA末端结扎的序列要求。

然而,由于断裂的DNA末端经常损坏,并需要进行修改,NHEJ修复机制往往容易在结合位点产生插入或缺失(indel)突变。因此,在可编程的CRISPR-Cas9 DNA切割系统的帮助下,NHEJ能产生移码突变,破坏靶基因,而无需使用同源修复供体。而在原核生物中,这一强大的DNA修复机制并不普遍,由于它们普遍缺乏NHEJ途径,Cas9产生的DSB对大多数微生物是致命的。最近的研究表明,参与真核生物NHEJ的关键因素——Ku70/Ku80二聚体和DNA连接酶IV,在原核生物中存在功能性的同系物。细菌的Ku蛋白在尺寸上比它们的真核生物相对物小得多,但却通过在断端形成环形的同型二聚体结构,而保护受损的DNA。

在某些物种中,如结核分枝杆菌和芽孢杆菌,保守的原核NHEJ途径可保护细菌基因组免于意想不到的DSBs,并促进遗传变异。该系统也可以被利用来开发一种细菌基因组工程方法,比依赖于HR的基因组工程方法更简单,其中选择性标记和供体DNA模板是不必要的。

在这项研究中,研究人员描述了一个CRISPR-Cas9辅助的非同源末端连接(CA-NHEJ)策略,用于细菌基因高效而快速的失活——以一种不依赖同源重组的方式,并无需无选择标记的使用。该研究表明,CA-NHEJ可以用来一步式地删除大的染色体DNA片段,而无需同源DNA模板。因此,它是一种新的和功能强大的工具,用于细菌基因组编辑,并具有加速基因组进化的潜力。(生物谷Bioon.com)

Angew Chem:利用CRISPR/Cas9让沉默基因不再沉默

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Angew Chem:利用CRISPR/Cas9让沉默基因不再沉默

2016年7月4日/生物谷BIOON/–控制细胞中基因表达的能力允许科学家们理解基因功能和操作细胞命运。最近,科学家们已开发出一种革命性的被称作CRIPSR/Cas9的基因编辑工具。

CRIPSR/Cas9是细菌天然地用来抵抗病毒感染的一种免疫系统。它允许科学家们在基因组靶位点上精确地导入、移除或替换特异性的DNA片段。迄今为止,CRISPR/Cas9是最为高效的、廉价的和最容易操作的基因编辑工具。然而,科学家们在此之前还不能够高效地利用它激活细胞中的基因。

在一项新的研究中,来自日本北海道大学遗传医学研究所的Toru Kondo团队利用CRISPR/Cas9系统开发出一种强大的方法做到这一点。相关研究结果发表在2016年5月23日那期Angewandte Chemie期刊上,论文标题为“A Powerful CRISPR/Cas9-Based Method for Targeted Transcriptional Activation”。

细胞中的基因拥有它们自己的开关:启动子。当基因的启动子发生甲基化时,该基因就被关闭,或者被沉默。

在这项新的研究中,研究人员想要高效地激活沉默基因(即因启动子发生甲基化被关闭的基因,也就是不发生转录的基因)。他们将一种被称作微同源末端连接(microhomology-mediated end-joining, MMEJ)的DNA修复机制与CRISPR/Cas9组合使用。他们利用CRISPR/Cas9切掉发生甲基化的启动子,然后利用MMEJ插入一个未发生甲基化的启动子,也就是利用基因的开启开关替换它的关闭开关。

研究人员在神经细胞基因OLIG2和胚胎干细胞基因NANOG上使用了这种工具以便测试它在体外培养的细胞中的效率。在5天内,他们发现证据证实这些基因强效地表达。在当体外培养的人胚胎干细胞中利用这种方法激活OLIG2基因时,它们在7天内高效地分化为神经元。

研究人员也发现他们的基因编辑工具可能能够被用来激活其他的发生沉默的启动子。此外,他们发现这一系统并不会导致细胞中其他的非靶向基因发生不想要的突变。这种工具有巨大的潜力被用来操作基因表达,构建基因电路,或者改变细胞命运。(生物谷 Bioon.com)

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A Powerful CRISPR/Cas9-Based Method for Targeted Transcriptional Activation

M. Sc. Shota Katayama,Dr. Tetsuo Moriguchi,Dr. Naoki Ohtsu,Prof. Toru Kondo

doi:10.1002/anie.201601708
PMC:
PMID:

Targeted transcriptional activation of endogenous genes is important for understanding physiological transcriptional networks, synthesizing genetic circuits, and inducing cellular phenotype changes. The CRISPR/Cas9 system has great potential to achieve this purpose, however, it has not yet been successfully used to efficiently activate endogenous genes and induce changes in cellular phenotype. A powerful method for transcriptional activation by using CRISPR/Cas9 was developed. Replacement of a methylated promoter with an unmethylated one by CRISPR/Cas9 was sufficient to activate the expression of the neural cell gene OLIG2 and the embryonic stem cell gene NANOG in HEK293T cells. Moreover, CRISPR/Cas9-based OLIG2 activation induced the embryonic carcinoma cell line NTERA-2 to express the neuronal marker βIII-tubulin.

不是我挑食,都怪基因太矫情

基因君

每个人对于食物都有不同的偏好,这本来是很平常的一件事。有这样一类人,他们对某些食物的厌恶能够到达目不忍视、鼻不忍闻的程度,如果不小心吃到更是如同中毒了一般痛苦。然而对于同样的食物,另外一群人却喜爱有佳。对此,科学家们表示,你们这些挑食的家伙已经成功地引起了我的注意。

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香菜的党派之争

作为一种蔬菜,香菜受到的争议可能是史无前例的。不爱吃香菜的人总会一脸嫌恶地说:”这明明是臭菜”,对此,嗜好香菜的谷君表示理解无能。要想弄清楚香菜究竟是香还是臭,得先从它含有的分子成分说起。

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香菜中含有丰富的醛类化合物,它们组成了香菜特殊的气味。值得一提的是,醛类物质同样存在于我们常用的肥皂以及臭大姐(一种昆虫,学名椿象)臭腺的喷雾中。因此在”反香菜阵营”里,香菜的确可以引起一些令人作呕的联想。

那什么样的人会对香菜退避三舍呢?对于这件事,科学家从基因层面提供了一种解答。

美国基因检测公司23andMe对两万五千个人的DNA作了研究,发现讨厌香菜的人在11号染色体上都具有一种名叫”OR6A2″的特殊基因。这种基因会影响人的嗅觉,使人对醛类分子十分敏感。这样的人群在吃到香菜后会立马联想起浴室的肥皂和草丛里的臭大姐,难以消受也就情有可原了。

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全世界都爱水果,除了我

相比香菜,水果可以算得上是最受欢迎的健康食品之一。难得的是它们还兼具美味的特质,所以几乎人人都有那么几种自己最爱的水果。然而,在人群中,却有一类人并不觉得水果好吃,而且一旦吃到就会反胃。水果中到底含有什么物质让他们如此厌恶呢?答案竟然是果糖。

不是我挑食,都怪基因太矫情

众所周知,水果中含有丰富的果糖,这也是它们之所以尝起来甜美可人的原因。不过,这种美味可不是每个人都能消受的。果糖不耐症的患者就是与水果无缘的一类特殊人群。他们体内缺乏一种在果糖代谢中起着关键作用的酶–ALDOB,果糖二磷酸醛缩酶B。因此,果糖不耐症患者无法有效分解果糖,还会造成果糖分解的半成品–果糖-1-磷酸大量在肝脏积累,对肝脏造成严重的毒副作用。这些患者对水果的厌恶之情正是大脑发出的危险信号。

不是我挑食,都怪基因太矫情

研究发现,对于遗传性果糖不耐症的患者而言,造成ALDOB缺乏的原因是ALDOB基因发生了突变。果糖不耐受症在人群中十分罕见,患者不仅不能吃水果,像甜豆、甜椒、洋葱这样富含果糖的蔬菜也要”拉黑”,以避免肝脏受损的风险。对于他们来说,水果简直是慢性毒药一般的存在啊~

人生苦涩得像一盘甘蓝

不是我挑食,都怪基因太矫情

很多人喜欢甘蓝特有的清新爽口的味道,现在流行的减脂健身餐中总少不了它的身影。不过也有不少人对无法欣赏这种味道,在他们看来,甘蓝有着强烈的苦味,令人难以下咽。

研究发现,甘蓝中含有苯硫脲和丙基硫氧嘧啶这两种物质,会产生苦味。但是这种苦味大部分人是尝不出的,只有少部分人能够敏锐地觉察出来。这类人常常被称作”超级味觉者”,他们对苦味的感觉比常人强烈许多。所以许多食物都无法进入他们的菜谱。

不是我挑食,都怪基因太矫情

造成这种特殊”天赋”的原因也是基因。美国丹佛自然与科学博物馆的研究者对一群志愿者进行了DNA测序,结果显示,味觉感受相关基因TAS2R38的突变与人们对苦味的极度敏感有关。同时,这项研究也证明了味觉的敏锐度与舌头上味蕾的数量并无关系。

据统计,世界上有25%的人属于味觉敏感者,其中亚洲人和非洲裔美国人多于白种人。味觉敏感者在大厨中也占了很高的比例。看来吃得苦中苦,并非一定是人上人,只是基因决定你比较迟钝而已……

闻到猪肉,我感觉我的鼻子被冒犯了

不是我挑食,都怪基因太矫情

前面举的都是蔬菜的例子,其实同样的情况也存在于肉食中。正如很多人因为讨厌羊肉的膻味所以不吃羊肉,有些人对猪肉的态度也是如此。他们不仅不喜欢吃猪肉,就连闻到猪肉的气味都会作呕。这在常人看来非常难以理解。

其实,这种令部分人产生厌恶的气味来自于猪肉中的雄烯酮。雄烯酮是一种在公猪体内发现的类似于睾丸素的类固醇。对于它的气味,有些人不易觉察,另一些人却唯恐避之不及。这就是造成一部分人不能接受猪肉的原因。

不是我挑食,都怪基因太矫情

为什么不同的人对猪肉会有不同的感受呢?答案还是在基因里。杜克大学的研究人员发现,这与人体内的OR7D4基因有关。研究表明,体内含有两份OR7D4基因的人对雄烯酮十分敏感,不喜欢闻到培根和猪肉的味道;拥有1份或者没有这种基因的受试者对雄烯酮较为迟钝,可以忍受、甚至非常喜欢猪肉的味道。

所以假如你总觉得买回家的猪肉有讨厌的气味,也许并不是猪肉本身质量的问题,而是你的基因在对它Say no~

味觉与基因

彼之砒霜,吾之蜜糖。事实上,已经有越来越多的研究表明,人的味觉与基因存在千丝万缕的联系。你讨厌一种食物,或者喜欢一种食物,常常都可以在基因中找到答案。上文提到的”超级味觉者”也曾被研究发现存在偏爱咸味食品的情况。当然,人类的饮食习惯是由多种因素形成的,基因只能作出部分解答。但这样的研究可以让我们对”挑食”这种现象有更理性的认识。至少,果糖不耐症患者可以免遭强迫吃水果蔬菜的 “噩运”。

不是我挑食,都怪基因太矫情

谷君认为对于一个吃货而言,更重要的是了解了基因和口味的关系,就有希望以更易接受的方式来改善饮食习惯。所谓”健康食品”应该对于每一个人都有特别的定义。将来我们也许不再需要因为医生或营养师的一句”多吃菜少吃肉”就痛苦地”啃草”,而是通过基因测试弄清那些是真正适合自己的”那盘菜”~

不是我挑食,都怪基因太矫情

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