基因新闻 第46页

负链RNA 病毒是一类严重威胁生命健康的病原微生物，该类病毒包含（禽）流感病毒、狂犬病病毒、埃博拉病毒等极具危险性的人畜共患病毒；也包含对农业生产具有严重威胁的植物病毒，特别是番茄斑萎病毒属（Tospovirus） 和纤细病毒属（Teniuvirus）病毒在农业生产上危害尤为严重。

近日，国际植物病理学权威杂志Annual Review of Phytopathology在线发表了南京农业大学植保学院植物病毒学实验室的综述论文，全面而系统地总结了番茄斑萎病毒属病毒如何劫持和利用寄主因子成功侵染植物以及病毒与寄主先天免疫系统的相互博弈过程，并对该领域今后的研究方向和内容进行了展望。

论文第一作者、南京农业大学副教授朱敏告诉记者，番茄斑萎病毒属病毒及其典型成员番茄斑萎病毒每年在全球范围内造成数十亿美元的经济损失，被列为世界上为害最严重的植物病毒。该属病毒对我国云南等省份的番茄、辣椒、马铃薯、花生、莴苣、花卉和瓜果等作物造成了严重的经济损失。

随着全球气候变暖及国际贸易的日益频繁，传播该番茄斑萎病毒属病毒的昆虫介体蓟马得以迅速蔓延，因此我国的番茄斑萎病毒病也有扩散甚至爆发的趋势。

另外，同为植物多分体负链RNA 病毒的纤细病毒属及典型成员水稻条纹病毒则在我国广大稻区造成了极其严重的危害，在病毒流行年份仅江苏省发病面积就达2000 万亩，占江苏省水稻总面积的70%。

朱敏介绍，植物病毒基因组仅编码少数几个蛋白，它们必须依赖于寄主植物才能完成自身的侵染和增殖。因此植物病毒大多通过其编码的蛋白来劫持或者利用寄主因子来完成自身的生命过程。与此同时，寄主植物在感知病毒的种种入侵性行为后，则会启动自身的防御体系来抵抗病毒侵染，于是植物与病毒之间为了各自的生存“斗智斗勇”。

论文通讯作者、南京农业大学教授陶小荣团队围绕番茄抗病蛋白Sw-5b就寄主植物抵御病毒侵染的防卫机制开展了一系列研究。研究结果表明，Sw-5b在寄主植物对病毒的防御战中扮演着核心的“分子开关”的角色。在没有监测到病毒时，Sw-5b 这一分子开关处于深度抑制状态（关闭态）；而一旦监测到病毒，这个分子开关就转换为激活状态（开放态），进而发动对病毒的防御战，以一种精确的“自杀式自救”的方式保护植物不被病毒侵染。

这篇综述论文回顾了相关研究成果。该团队2017年的研究发现，Sw-5b对一些番茄斑萎病毒属成员具有广谱抗性，并解析了Sw-5b发挥广谱抗性的分子机制，提出了一种植物抗病蛋白广谱抗性的新模式。团队近期刚发表的研究成果发现，抗病蛋白Sw-5b 进化出两个功能域并通过两步识别机制监测病毒入侵，第一步特异性识别病毒，打开一层开关，第二步再特异性识别病毒，再打开一层开关，通过双重保障，准确识别病毒并精确激活分子开关，进而发动一场对病毒的精确打击。

陶小荣对今后的研究如何在控制番茄斑萎病毒病上发力进行了展望，阐述了几种可以作用的途径，包括突变或敲除病毒侵染所必需的特定植物蛋白，从而抑制病毒侵染的能力；利用最新基因编辑技术（例如CRISPR-Cas9）将Sw-5b等抗病基因导入感病植物中使它们产生抗病性；参照现有的一些具有广谱抗性抗病基因的特征，对抗病基因进行分子设计和改造，使其具有更广的抗性谱，以抵抗更多不同种类的病原微生物如病毒、细菌和真菌，等等。

本论文的第一署名单位为南京农业大学。荷兰瓦赫宁根大学的Irene Louise van Grinsven博士和Richard Kormelink副教授参与了文章部分内容的撰写。项目得到了国家自然科学基金重点项目的资助。(生物谷Bioon.com）

2019年4月9日 讯 /基因宝jiyinbao.com/ –根据世界卫生组织的报告，抑郁症现在是导致残疾的主要原因，全球影响全球超过3亿人。抑郁症是生理，心理和社会因素之间相互作用的结果。尽管抑郁症在任何年龄都可以显现，但它往往首先出现在青春期。因此，在出现临床混淆症状之前确定抑郁的风险因素，对于有针对性和有效的预防策略至关重要。

在最近的一项研究中，作者使用了一种相对较新的方法来计算抑郁症的遗传风险。传统遗传学研究一次关注一种遗传差异，并确定其与疾病风险的统计关联。在这项研究中，来自与抑郁相关的许多遗传变异的信息（已在超过460,000名成年人的样本中发现）被用于创建反映抑郁症聚集遗传风险的分数，也称为多基因风险评分。单独地，这些变体对风险几乎没有影响，但是当它们结合在一起时，它们可以揭示隐藏的疾病风险，从而提供更清晰的图像。该方法已成功用于量化许多常见疾病（如心脏病或糖尿病）的遗传风险。

（图片来源：Www.pixabay.com）

该研究发表在《American Journal of Psychiatry》杂志上。该研究的第一作者Thorhildur Halldorsdottir解释了它是如何更详细地进行的：“该分数首先根据从大量患有抑郁症的成年人获得的遗传数据计算得出。然后在较小的儿童和青少年群体中评估该参数。确定它是否可以预测这个年龄组的抑郁症和抑郁症状。 “我们还研究了童年虐待史是如何影响风险的。我们发现多基因风险评分和接触儿童时期的暴露都有助于识别有抑郁风险的年轻人。”

对抑郁症的有效心理和药理学干预已经众所周知。已经发现这些干预的组合是最有效的。不幸的是，这些措施的应用在公共卫生领域是不可行的，部分原因是缺乏资源。 “通过应用像这样的研究结果，将来有可能这些有效的干预措施针对抑郁症风险最大的年轻人，即那些具有高多基因风险评分和/或儿童期虐待史的年轻人。“（生物谷Bioon.com）

资讯出处：Psychiatry: Multigene test predicts depression risk

2018年4月20日 讯 /生物谷BIOON/ –基因图谱分析或能帮助确定是否通过体外受精技术产生的胚胎能够成功转移到子宫内部，从而就能够提高体外受精手术的成功率。这是研究遗传学在生育能力作用中的一部分领域，来自比利时鲁汶大学的研究人员Joris Vermeesch通过研究表示，理解为何某些人为何会出现不孕不育，以及开发针对这些人群的疗法非常重要，人们有时候会花费多年的时间来试孕，但似乎结果并不奏效。

尽管体外受精技术（in-vitro fertilisation，IVF）已经取得了明显的进步，然而每个周期的成功率也仅有30%，但日前研究者Vermeesch等人发起了一项名为SARM的计划，旨在通过寻找有效的手段鉴别出哪些胚胎不太可能在子宫内存活，从而改善体外受精技术的成功率。2009年，科学家们就通过研究发现，大部分早期IVF的胚胎都是不稳定的，这些胚胎出现错误染色体数量、染色体片段缺失或增加的风险较高，这就使其很难更好地发育，从而就造成了胚胎移植的失败以及未来父母的失望。

研究者Vermeesch等人就想通过研究寻找一种更好的方法来检测上面描述到的这些失衡，在IVF中使用这种方法就能够增强胚胎成功发育的几率；对人类生育的实验受到了伦理界限的严重限制，如今科学家们正在对牛的胚胎进行研究，因为在胚胎发育阶段，牛的生殖系统与人类相似。

单体型分析

一种名为单体型分析的特殊技术能够帮助确定胚胎的哪些基因来自于父母的哪一方，这样一来研究人员就有望成功分析胚胎细胞中的遗传组分，这种新技术也能够帮助研究人员确定胚胎是否在染色体上是不稳定的，以及哪些胚胎有可能进行发育。该技术还能帮助鉴别是否胚胎会受到遗传性疾病的影响，为了降低疾病传播的风险，临床诊所就可以很简单地决定对这些胚胎不进行转移。

研究者Vermeesch说道，如果我们能对所有IVF的胚胎都进行这些检测，那么IVF的成功率或许就会明显增加，这样就能够去除一些携带异常染色体的胚胎，而且临床医生也会将一些正常的胚胎移植到女性体内；不孕不育症在全球影响着10%的夫妻，生殖健康系统不仅仅是年龄和健康的问题，而且有时候该系统的健康还反映在我们的基因中，如今科学家们对该领域进行了深入的遗传学分析，他们发现机体的遗传特性似乎在人类生殖力上扮演者关键作用，但目前研究人员并未对其进行更好地理解。

如果环境限制较少，而且人群能够遵循一定的社会规范的话，人们或许会因为工作或住房市场的压力选择服用避孕药，或者推迟生育，同时遗传因素也会成为导致人们生育力差异的一个重要的因素。然而有些疾病，比如子宫内膜异位症、多囊卵巢综合征或过早绝经就具有高度遗传性。

研究者Barban与Melinda Mills共同进行了一项名为社会基因组学（sociogenome）的研究计划，他们想通过研究来观察遗传因素和环境如何影响人类的生育力，同时这项研究计划中，研究人员也是首次共同研究了遗传因素和环境二者对机体生育力的影响。研究者解释道，我们所知道的就是，某些女性在其40岁甚至40多岁时会受孕，而有些女性却会在更年轻的时候出现各种问题，目前我们正在调查这种“生殖窗口”的末期，其会因为人们机体的遗传因素而表现出高度可变性。

这项研究的一个分支就是研究人员希望通过研究来分析并比较遗传因素和环境所扮演的关键角色，同时研究者还想通过研究来分析同卵或异卵双胞胎之间的差异，他们发现，依赖于不同样本，在确定一个人所拥有孩子数量的因素中，基因占到了大约15%至45%的比例。研究者Barban认为这种方法或许并不能用来预测是否个体将来会有子嗣，因为这其中还有其它很多别的影响因素，我们或许应该考虑产生变异的三种可能性的来源，包括遗传因素、家族环境和个体环境等。

数据库

随后研究人员还希望通过研究来分析机体的基因组本身，为了能够开发出数据样本库，研究人员说服了另外250名科学家们共享他们的记录并且最终开发出了一个大型的数据库，其中包括251000名刚一出生就参与研究的欧洲后裔，以及曾经进行研究的343000名儿童。研究者重点研究了男性和女性所共享的人工统计特征，虽然生育研究从传统上重点关注女性患者，但在社会基因组研究中，研究人员则希望同时对男性和女性进行相关的研究。

除此之外，研究人员还研究了机体的基因如何影响每个人的生育力，研究人员在基因中鉴别出了12个基因位点，其或许能够帮助解释女性在孕育第一个孩子时大约1%的年龄差异，当然了，这看起来或许并不太多；但尽管研究结果并没有在人口水平上阐述个人的生育能力，但对其进行研究也意义重大；理解成千上万人机体中1%的遗传易感性或许就能够绘制出人类生育力的详细图谱。

下一步研究人员计划对800000名参与者进行研究来阐明哪些基因表达与机体激素、大脑活性和其它生物学过程直接相关，这或许就能帮助解释为何相比其他人群而言，有些人跟更够孕育出多个后代；当然了，所有这些或许并不能回答一些棘手的问题，即为何特定的个体是不育的，但相关研究却为深入了解诱发不孕症的原因奠定了基础。

最后研究者Barban说道，我认为，能够寻找到与这些生物学机制相关的基因或许为后期开发治疗不孕不育的新型疗法或药物能提供新的线索和希望。（生物谷Bioon.com）

参考资料：

Genetic profiling could improve IVF success

2019年1月6日 讯 /基因宝jiyinbao.com/ –随着基因组测序在临床中变得越来越普遍，关于其在新生儿中的使用和作用仍存在疑问。测序可以提供可操作的见解吗？能够找到对孩子未来健康有重要意义的发现吗？测序对家庭有什么好处或后果？ 

最近一项研究揭示了这些问题的答案。在《American Journal of Human Genetics》杂志发表的一篇论文中，该研究小组报告说，基因组测序可以识别可能无法检测到的各种疾病的风险。重要的是，早期了解其中一些疾病可能会导致监测和干预，从而改善新生儿及其家人的健康状况。

（图片来源：www.pixabay.com）

“BabySeq项目是第一个新生儿测序的随机试验，也是第一项全面检查儿童未预料到的遗传风险信息的研究，”作者说道：“令我们震惊的是，我们发现了大量婴儿存在可能导致未来疾病的意外遗传特征。”

研究小组发现了与几种心脏病相关的变异，包括6例新生儿，其变异与扩张型或肥厚性心肌病有关，另一种新生儿则有与瓣膜上主动脉瓣狭窄相关的变异，另一名新生儿患有生物素酶缺乏症的风险变异，进一步测试确定婴儿有部分生物素酶缺乏症，这种情况可导致皮疹，脱发和癫痫发作。

“测序结果有可能引发可能让父母感到不安的问题，但也可能导致有用甚至挽救生命的干预措施，”作者说道“只有时间才能揭晓答案”。

“在传统遗传学中，为了保护孩子的’隐私’，已经不鼓励披露儿童在成人阶段发病的遗传风险，但我们的研究结果表明，许多家长希望获得有关其孩子的信息，“格林说。“我们的研究结果表明，新生儿测序可以彻底揭示婴儿及其父母可能挽救生命的信息，这种信息比以前认为的更为普遍，应该鼓励我们整个领域重新评估在任何年龄全面分析和披露基因组信息的价值。“。（生物谷Bioon.com）

资讯出处：Newborn genomic sequencing detects unanticipated disease risk factors

基因检测是预防性医疗的核心，越来越受到关注。客户必须首先了解自己的基因构成，以降低患上疾病的风险。东盟一家领先的基因检测公司Genecare让客户能够更好地了解他们的风险。该公司利用全基因组测序来检测客户的遗传变异和对疾病或异常的易感性。

一旦准备就绪，结果将上传到 Genecare 的应用 NexTx 上。该应用包括医疗专业人员和生活方式服务提供商，他们根据客户的基因剖析为预防性医疗咨询提供准确、有针对性的建议。

例如，医学专家将提供定制的医疗建议，而健身俱乐部等生活方式服务提供商可以根据客户的基因组成制定量身定做的锻炼计划。供应商将能够将他们的意见和建议输入到客户的个人资料中。

NexTx 技术缩短了跟踪不同系统的信息的时间。然而，尽管听起来很方便，但人们普遍担心隐私问题，因为任何形式的医疗数据都具有高度敏感性。为了解决这些担忧，Genecare 与Jupiter Chain合作，为 NexTx 生态系统实现区块链技术。

Jupiter Chain是一个智能化准许数据交换平台，让用户能够通过加密数据以及需要征得同意后，其他各方才能获得进行大数据分析所需的信息，从而保护数据隐私。(生物谷Bioon.com）

海洋覆盖地球表面的71%，是地球上最大的活跃碳库。海洋微生物个体虽小，但数量极大，每年固定二氧化碳达22亿吨，占地球上年生物固碳总量的一半以上。然而，海洋微生物的原位功能通常难以直接测量而且绝大多数尚未培养。因此，如何直接建立细胞原位功能与基因组的关联一直是业界的关键方法学挑战。近日，中国科学院青岛生物能源与过程研究所单细胞中心建立了拉曼介导的靶向元基因组技术（Ramanome-Guided Metagenomics；RGM），RGM首先通过单细胞拉曼光谱表征与识别细胞原位固碳功能，然后准确地分选出特定固碳功能的单细胞，并与基因组测序相耦合。由于其不依赖于细胞培养而且不需荧光标记细胞，因此RGM技术为海洋微生物组原位功能研究提供了崭新的思路与方法，该工作近期发表于Environmental Microbiology（doi： 10.1111/1462-2920.14268）。    单细胞中心的荆晓艳、勾洪磊和公衍海等人合作，首先开发了“All-in-One”单细胞拉曼分选与测序一体化器件，以提高从复杂环境样品中拉曼分选细胞的质量和通量。他们以中国黄海近海真光层的新鲜海水为模式，用13C-NaHCO3饲喂其微生物组，然后通过测量海水拉曼组中各个单细胞拉曼图谱上13C峰的动态特征，从而分辨在海水中活跃固定与代谢无机碳的单细胞群。进而基于“All-in-One”单细胞拉曼分选与测序器件，分选这些原位固碳单细胞群，并测定其DNA序列，以重构出基因组草图（图1）。研究人员发现，在该海域，固定与代谢无机碳的优势物种为Synechococcus spp.和Pelagibacter spp.，二者都含有类胡萝卜素并且均将无机碳源中的13C整合入细胞中。与这些功能相吻合，Synechococcus spp.和Pelagibacter spp.的基因组上都带有类胡萝卜素合成，光能量捕获和CO2固定所需的关键基因。而且，Pelagibacter spp.拥有β-胡萝卜素、视紫质合成和利用回补反应固碳的代谢通路。　　作为海洋中数量最丰富的细菌类群，Pelagibacter spp.是否在海洋中原位固定二氧化碳，业界一直众说纷纭。这一工作为该重大问题的回答贡献了崭新的证据，并提出了相应的分子机制。同时，RGM技术的建立为在各种时空尺度探讨海洋微生物组“Genome-Phenome”关联机制，奠定了方法学基础。

上述工作由英国牛津大学工程系黄巍和中科院青岛能源所单细胞中心徐健合作指导完成，获得了国家自然科学基金委和中科院微生物组计划等项目的支持。

论文信息：Jing Xiaoyan， Gou Honglei， Gong Yanhai， Su Xiaolu， Xu La， Ji Yuetong， Song Yizhi， Thompson Ian， Xu Jian， Huang Wei. Raman-activated cell sorting and metagenomic sequencing revealing carbon-fixing bacteria in the ocean. Environmental Microbiology， 2018， doi： 10.1111/1462-2920.14268.(生物谷Bioon.com）

我们体内的每个细胞都有相同的基因组（genome），并且有潜力变成任何类型的细胞。在发育期间，表观基因组（epigenome）介导让细胞成为皮肤细胞或神经元的过程。如果基因组是计算机硬件的话，那么表观基因组就是将某些基因开启而让其他基因关闭来让细胞成为皮肤细胞或者开启或关闭其他基因来让细胞成为神经元的软件。

表观基因组在很大程度上被编码为一组细胞类型特异性的被称作DNA甲基化的DNA化学修饰。在一项新的研究中，来自美国国家卫生研究院路线图表观基因组学项目（National Institutes of Health Roadmap Epigenomics Project）的研究人员发现参与基因调节的DNA甲基化在很大程度上是数字化的和随机的，而且每个细胞中的母本和父本基因拷贝在某个时间段内是开启或关闭的。相关研究结果于2018年8月23日在线发表在Science期刊上，论文标题为“Allele-specific epigenome maps reveal sequence-dependent stochastic switching at regulatory loci”。

论文通信作者、美国贝勒医学院计算与综合生物医学研究中心联合主任Aleksandar Milosavljevic博士说，“我们想要更好地理解一种被称作序列依赖性等位基因特异性甲基化（sequence-dependent, allele-specific methylation, SD-ASM）的细胞基因调节机制。我们使用了一种被称作全基因组亚硫酸氢盐测序（whole-genome bisulfite sequencing, WGBS）的方法，它允许我们在多种人类细胞类型中在单分子分辨率下观察基因调节。我们能够确定在单个细胞的父本和母本染色体中的同一基因的表观基因组差异。我们能够观察到之前无法观察到的东西。”

利用这种高分辨率方法，Milosavljevic及其同事们发现SD-ASM介导的基因调节以类似于家用恒温器的方式发挥作用，但是也具有独特的特征。恒温器具有一个预先设置好的温度值（比如23.3摄氏度），在这个温度下，空调机将会开启。当温度低于这个预设值时，空调机将会关闭。这个过程是数字化的，这意味着空调机开启或关闭，不存在中间的活动状态。这些研究人员发现，像家用恒温器一样，这种基因调节机制也是数字化的；它会在一小部分时间内开启或关闭基因，不存在中间的活动状态。

Milosavljevic说，“我们还发现这种基因调节过程是随机的。再次以恒温器进行比较，在常规的恒温器中，当温度达到预设的23.3摄氏度时，空调机开启的概率是100％。另一方面，在随机的恒温器中，空调机开启的概率会随着温度达到23.3摄氏度时增加，但是一旦达到23.3摄氏度，空调机开启的概率不会是100％。在23.3摄氏度时，空调机有可能不会开启，但随着温度的升高，空调机开启的概率会变得更高。”

就基因调节机制而言，控制父本和母本基因的特定遗传变体可能代表着用来比较的恒温器中的不同“预设温度值”，这就导致在每个人细胞中的母体和父本基因拷贝在表达程度上存在着差异。

Milosavljevic说，“比如，对神经元中的特定基因而言，母本基因拷贝的’恒温器’被设置在22.7摄氏度时开启，而母本基因拷贝的’恒温器’被设置在23.3摄氏度时开启。这意味着父本和母本基因拷贝在开启上存在着差异，从而导致一个基因的两个拷贝（即父本拷贝和母本拷贝）之间存在不平衡。我们发现5％～8％的表观基因组显示出这种不平衡。”（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Vitor Onuchic1,2,3,4,*,†, Eugene Lurie1,3,4,*, Ivenise Carrero et al. Allele-specific epigenome maps reveal sequence-dependent stochastic switching at regulatory loci. Science, Published Online: 23 August 2018, doi:10.1126/science.aar3146.