基因时代
就找基因君

Genome Research:基因治疗可以减少肥胖,逆转小鼠的2型糖尿病

基因君

2019年9月22日讯 /生物谷BIOON /——全球近5亿人受到肥胖的影响,其中很多是儿童。与肥胖相关的疾病,包括心脏病、中风、2型糖尿病和癌症,是可预防死亡的主要原因。肥胖是由遗传因素和环境因素共同造成的,影响了有效的抗肥胖药物的开发,这些药物存在严重的脱靶效应。在近日发表在《Genome Research》杂志上的一项研究中,研究人员开发了一种基因疗法,可以专门降低肥胖小鼠的脂肪组织,逆转与肥胖相关的代谢疾病。
Genome Research:基因治疗可以减少肥胖,逆转小鼠的2型糖尿病
图片来源:Jee Young Chung
为了克服目前抗肥胖药物的副作用,研究人员Jee Young Chung和同事开发了一种针对脂肪酸代谢基因Fabp4的特殊基因沉默疗法。研究人员使用了CRISPR干扰系统,其中催化死亡的Cas9蛋白和单导RNA与组织特异性融合肽靶向白色脂肪细胞。复合物内化后对细胞毒性小,内化后,分子复合物降低Fabp4的表达,减少脂肪细胞内脂质储存。为了证明这种传递方法在细胞中表现良好,Chung和他的同事在肥胖小鼠身上测试了他们的治疗方法。给老鼠喂食高脂肪食物会导致肥胖和胰岛素抵抗。Fabp4的抑制作用使患者的体重减轻了20%,并在仅仅6周的治疗后改善了胰岛素抵抗和炎症。研究人员同时还观察到其他的全身改善,包括减少脂肪脂肪沉积在肝脏和减少循环甘油三酯。
目前FDA批准的标准治疗显示,在人类接受治疗一年后,体重仅下降了5%。然而,尽管这种疗法在小鼠身上显示出良好的效果,但在用于临床治疗人类疾病之前还需要进一步的研究。重要的是,这项工作突出了精确基因编辑技术的进步,这可以转化为其他类型的治疗。(生物谷Bioon.com)

参考资料:

科学家破译软籽石榴“突尼斯”基因组密码

基因君

科学家破译软籽石榴“突尼斯”基因组密码

 

吃石榴不吐籽,软籽石榴做得到!然而,与硬籽石榴相比,国内广泛栽培的软籽石榴“突尼斯”不抗冻的特点严重威胁和限制了产业健康发展。

近日,Plant Biotechnology Journal在线发表了中国农业科学院郑州果树研究所研究员曹尚银课题组完成的软籽石榴“突尼斯”的高质量基因组图谱,为解析软籽和硬籽石榴品种分化遗传机制提供了支撑,并为软籽石榴遗传改良研究奠定了重要基础。

石榴(Punica granatum L.)是一古老的落叶灌木果树树种,栽培历史悠久。论文通讯作者曹尚银告诉《中国科学报》,石榴被誉为“生命之果”,其果皮、果肉以及种子均含有丰富的类黄酮、多酚、花青素等抗氧化物质,有利于预防高血脂、高血压、HIV、传染性疾病、冠心病、前列腺癌症等疾病。尤其是软籽石榴品种,籽粒硬度小,食用时易于吞咽,避免了营养的流失;此外,软籽石榴市场售价通常是普通品种的2~4倍,是广大果农脱贫致富的良果佳品。

论文第一作者骆翔博士介绍,该研究基于二代和三代测序获得了软籽石榴“突尼斯”高质量基因组序列,基因组大小为320.31 Mb,Contig N50为4.49 Mb,注释了33,594个基因。采用Hi-C光学技术结合遗传图谱将97.76%的序列组装到了8对染色体上。与现有的“泰山红”石榴基因组相比,“突尼斯”多组装出了46.01Mb序列,Contig N50的平均长度提升了46倍,在组装完整度及精确度上都得到了极大地提升。

比较基因组学研究表明,软籽“突尼斯”基因组和硬籽“泰山红”“大笨籽”基因组间存在着大量的SNP和InDel变异。对26个石榴品种进行群体遗传学分析表明,软籽石榴群体和硬籽石榴群体间存在着大量的受选择位点。尤其是Chr1上,存在着高达26.2Mb的受选择区段。基因注释信息表明,与基因组变异及选择信号相关的基因潜在地影响着石榴硬籽和软籽特性分化。

本研究得到了中国农业科学院科技创新工程以及国家科技基础性工作专项重点项目的资助。(生物谷Bioon.com)

 

Current Bio:关键基因拷贝数决定后代性别比例以及雄性精子活性

基因君

2019年10月20日 讯 /基因宝jiyinbao.com/ –最近,在《Current Biology》杂志上发表的一篇新文章中,密歇根大学医学系的研究人员通过研究小鼠性染色体,发现一些基因的拷贝数会影响后代的性别决定,而且可能会对雄性不育症产生重大影响。
 
文章作者,Alyssa Kruger博士表示:“此前研究已知存在一些导致男性不育的基因,但仍然有很多是不清楚的。”在首席研究员Jacob Mueller实验室工作的Kruger和他们的同事长期以来研究X和Y染色体在性别决定过程中历经数百万年的演变。
Current Bio:关键基因拷贝数决定后代性别比例以及雄性精子活性
(图片来源:Www.pixabay.com)
 
Kruger解释说,性染色体是独特的,因为它们曾经是同一对染色体,但它们独立地进化出不同的基因集合。在检查小鼠性染色体后,他们发现了两个最近进化出的X连锁基因家族。有趣的是,这些基因也存在多个拷贝。为了弄清楚上述基因的作用,Kruger等人使用CRISPR和其他技术进行了定向删除。
 
去除一个X连锁基因家族的所有拷贝后,产生的小鼠的后代倾向于60%的比例为雄性。然而,这种差异并不是由于更多的含Y精子引起的,因为作者发现小鼠中X和Y精子的数量在基因敲除前后保持不变。 “这向我们表明该基因正在影响X精子与Y精子的相对适应性,但我们不知道其中的原因。也许含Y精子游得更快或更直,我们并不清楚,”Kruger说。
 
接下来,研究小组决定增加两个X连锁基因家族的拷贝数,以更好地理解为什么存在多个拷贝。而且令人惊讶的是,基因拷贝数的增多使得性别比开始偏向雌性,比例仍为60%。
 
除了它们的性别比例效应外,这两个基因的一个重要特征是它们的完全去除会导致雄性小鼠不育。具体而言,删除两个X连锁基因家族的所有拷贝可导致后代雄性小鼠无法产生成熟的精子。(生物谷Bioon.com)
原始出处:Alyssa N. Kruger, Michele A. Brogley, Jamie L. Huizinga, Jeffrey M. Kidd, Dirk G. de Rooij, Yueh-Chiang Hu, Jacob L. Mueller. A Neofunctionalized X-Linked Ampliconic Gene Family Is Essential for Male Fertility and Equal Sex Ratio in Mice. Current Biology, 2019; DOI: 10.1016/j.cub.2019.08.057

肿瘤用药基因检测纳入医保 千亿市场放量第一步

基因君

肿瘤用药基因检测纳入医保 千亿市场放量第一步
肿瘤用药基因检测纳入医保会为行业发展助力,持续放量的市场也会倒逼行业加强规范。
随着投入不断增加,资金必须得到更有效的利用,在医改的下一步被认为至关重要。
9月26日,在由国家卫健委卫生发展研究中心举办的“新中国成立70周年——卫生改革发展研讨会”上,健康经济与费用研究部研究员万泉指出,中国医疗卫生需转变投入方式,提高资金使用效率。
国庆前还传出消息,肿瘤用药基因检测项目已进入北京医保,这正是提升医保资金使用效率的重要举措。北京在6月份医耗联动后,已经将肿瘤用药基因检测项目纳入到北京医保报销范围中,报销比例高达90%。肿瘤用药基因检测为广大癌症患者减低质量费用,同时有效利用医保资金。
“基因检测也不是万能的。但总的来说,可以大大提高很多患者的用药效率。”北京地坛医院肿瘤介入科主任医师李威表示。
花小钱省大钱北京率先试点
《NCCN(美国国家癌症综合网络)2016 版癌症治疗指南》显示,在治疗非小细胞肺癌时,有EGFR基因突变的患者使用吉非替尼等靶向药物的有效率为 71.2%,高于传统化疗方案的 47.3%;而对于 EGFR基因未突变的患者有效率仅为 1.1%。
“靶向药物的使用要以基因检测为基础,需明确患者的基因突变靶点以针对性地使用靶向药,达到预期的治疗效果。而目前基因检测仍为自费项目,对于部分患者是较大的负担。以EGFR为例,每次检查费用约3000多元,大部分患者在全程治疗中不止需要检测一次EGFR,以观察用药疗效和监测病情。”辽宁省肿瘤医院肿瘤内科主任李晓玲说。
不同的患者个体,不同的肿瘤,对于各种化疗药和免疫靶向药的敏感性均不相同。很多患者按照既往经验或诊疗指南用上了非常昂贵的化疗药或靶向药,但是肿瘤并没有得到有效控制,还造成了治疗费用的浪费。
肿瘤用药基因检测就是为了最大限度的提升患者对药物选择的正确性。选药前,先检测患者基因,根据患者体内靶点基因,来判断患者对药物的敏感性。
据李晓玲介绍,由于我国很多地区未将基因检测纳入医保范围,北上广的检测率只有40%~50%,二、三线城市检测率更低,仅为20%~30%,原因在于检测费用居高不下,特别在靶向药物纳入医保后,相当部分患者选择“盲吃”,不仅贻误治疗,还影响治疗效果。
她提议,可以先从癌症高发的确试点,将肿瘤用药基因纳入医保。在这方面,北京走在了全国前列。2018年12月,北京市医疗保障局发布《北京市关于规范调整病理等医疗服务价格项目的通知》,通知内明确自2019年6月15日起,调整部分医疗服务价格项目纳入本市基本医疗报销和工伤保险支付范围。其中包括肿瘤组织脱氧核糖酸(DNA)测序,该项目价格3800元,属于北京医保乙类,医保报销额度在70%-90%。
这意味着对于具有北京医保的肿瘤患者,在北京所有医院均能进行肿瘤基因检测并进行医保报销,不需要去第三方检验机构进行基因检测、承担动辄上万的基因检测费用,实现药品费用减负后的基因检测减负。
报销或会延伸到院外
肿瘤用药基因检测项目纳入到医保报销里,有助于医保控费,“减少医生误开或者乱开药,通过基因检测,给出患者具体的基因靶点信息,再来判断可以用药或者不能用药,很显然可以节省一部分医保开支。”业内人士告诉健康界。
据调研,全国排名前列的肿瘤医院,早已被基因检测公司的销售层层包围,尤其北京协和医院、北京大学肿瘤医院等名院,其竞争已经到白热化程度。
几乎所有基因检测公司,都在推广资料中号称其检测报告的准确率在99%以上,可以给患者提供“最全面准确”的用药方案。但一名北京三甲医院医生对健康界表示,医生通常只认可院内做的基因检测,对于院外基因检测公司出具的报告,只作为参考。
上述医生也表示,下一步北京或将把院外检测机构会纳入医保。而一旦纳入到医保报销好,良莠不齐肿瘤用药基因检测行业,将会提高行业集中度,进行洗牌。据了解,不仅每家医院会通过招标,使用第三方机构做基因检测,还会有部分医生推荐病人去院外的一些基因检测机构。“甚至有些科室不同的医生推荐的渠道都不一样,医生都有自己的渠道。”
经过在北京某三甲医院实地了解,一位长期服药的肿瘤患者告诉健康界,最初就诊时医生会先询问患者是否自费,医生会推荐患者去院外做性价比更高的基因检测。“现在统一走院内报销,就不存在这个问题了。”
但是,这样的举措对于院外的基因检测机构显然会造成一定打击。上述三甲医院接受调研的患者表示,现在能够肿瘤用药基因检测能够医保报销,当然会更多使用医院提供的服务。
“能够报销之后,病人应该更多会选择医院提供的服务,院外机构降价是趋势。企业在医院竞标的时候也会降价。但由于目前纳入医保的是院内检测,对于院外机构来说,市场仍未放量,所以目前还在等待中,但相信速度会比较快。”一家基因检测公司的高管介绍。
一家试剂盒获批企业用了两年半,为1000多位患者做了超过1万例检测,拿到这些临床数据后,该公司试剂盒才得以获批。但近一年后,拿证企业也并非在市场迅速铺开。原因在于获批产品的检测范围有限,只能满足少数肿瘤患者,绝大多数患者依然需要将样本送至第三方实验室。此外,“硬件安装、医院人员操作培训、产品招标,产品入院过程十分缓慢和复杂。”上述企业的人士称。
市场放量助推“圈院运动”
广证恒生于2018年5月初发布的研报称,2025年国内肿瘤基因检测市场规模预计达到120亿-480亿元。业内人士甚至认为,日后60%的肿瘤药物治疗都是带标志物指导的治疗,算上靶向药的动态监测使得患者在病程内重复检测,肿瘤用药诊断市场规模最高将达到千亿元。
但基因检测目前是个亟待规范的行业。现阶段,几乎所有肿瘤用药基因检测的产品都号称其报告的准确率在99%以上,可以给患者提供最全面准确的用药方案。数据差异的背后除了技术本身的争议,操作流程也存在诸多不规范现象。
根据财新报今年3月份的报道,针对中国肿瘤用药基因检测行业的准确性,基因检测及肿瘤药研发公司思路迪创始人熊磊表示,二代测序检测一些特殊的突变类型尚存在困难,人类对基因与疾病之间的关联的理解还存在空白,这些都让检测结果的临床指导价值还存在偏差。“过去一年,国内大约有25万患者做了肿瘤用药基因检测。”熊磊透露。
肿瘤用药基因检测这一细分行业已聚集了百余家公司,包括华大基因、贝瑞和康、达安基因、安诺优达、诺禾致源等规模较大、入场较早的“老牌”公司;也包括新兴的燃石医学、世和基因、臻和科技、泛生子、鹍远基因等,推出的产品涵盖乳腺癌、卵巢癌、肺癌、肝癌、结直肠癌等近40种常见肿瘤类型,定价从6000元到3万元不等。
各公司产品之间的底层技术基本相同。一位专注于基因检测赛道的投资人告诉健康界,“技术是大同小异的,这个行业的人都可以做,同质化现象严重。”他同时表示,暂时还没有看到让人眼睛一亮的差异化产品。主要就是看团队的执行力,拼速度以及对市场的占有能力。
燃石医学投资人、远毅资本创始合伙人杨瑞荣则表示,在他的投资选择中,最关注的三点是:市场渠道、技术竞争力和报证审批情况。
上述两位投资者都看重的市场占用能力,即指对医院渠道的占有率。
占领医院就是圈下了生意。一名基因检测公司创始人透露,甚至有一些很小的基因检测公司,因为占住了一家肿瘤医院,就可以活得很好。
目前肿瘤基因检测公司的市场份额,可以通过圈下医院的数量来反应。燃石医学、世和基因都宣称与全国400 余家医院开展合作,这两家分别占有市场份额的25%左右,位居第一梯队;臻和科技、思路迪、鹍远基因、泛生子基因等公司宣称合作医院在200家左右,约各占市场份额5%,位居第二梯队;剩余百余家基因检测公司分食剩下30%的市场份额。
2018年下半年,燃石医学、诺禾致源、世和基因三家公司应用于肿瘤用药基因检测的试剂盒相继获得中国食药总局的批准,这一信息被市场解读为“监管闸门落下”,肿瘤用药基因检测行业进入持证入场阶段,率先拿证的企业可以从第三方外检(LDT)模式走向院内体外诊断(IVD)产品模式,其试剂盒进入医院采购名单,成为医院常规检测项目。
业界普遍认为,现有获批产品适用范围非常有限,若产品价格降低,检测范围拓宽,现有渠道优势带来的市场份额将被改变。
上述专注于基因检测投资的投资人也认为,基因检测作为科技行业,技术驱动应该是行业的核心驱动力,医保控费需要基因检测,纳入医保会为行业发展助力,同时癌症患者人数的增长和存活率的提升,持续放量的市场也会倒逼行业亟待规范。 (生物谷Bioon.com)

Nat Genet:特殊基因突变或与人类机体多种复杂特性直接相关

基因君

2019年11月9日 讯 /生物谷BIOON/ –最近,一项刊登在国际杂志Nature Genetics上的研究报告中,来自加利福尼亚大学等机构的科学家们通过研究发现,人类基因组中难以研究的突变—短串联重复序列(short tandem repeats, STRs或微卫星)或能参与与机体复杂性状相关的基因的表达过程,这些性状包括精神分裂症、炎性肠病、甚至是身高和智力。

Nat Genet:特殊基因突变或与人类机体多种复杂特性直接相关

图片来源:CC0 Public Domain

STRs由1-6种DNA基本元件(这些元件为核苷酸),组成的序列,其会重复一遍又一遍,有时候甚至会多达数百或数千次。这些突变参与了大约30种疾病的发生,最为人所熟知的就是亨廷顿氏症了,这种疾病会促进患者大脑中的神经细胞出现进行性的破坏,每年在美国大约有3万人会被诊断为亨廷顿氏症,这些患者机体中拥有超过40个拷贝的特殊重复,即CAG三核苷酸重复,患者拥有的拷贝数越多,其就会越早地遭受疾病影响,病情也会越严重。

截止到目前为止,由于缺乏适当的数据库,在全基因组关联性研究中,研究者揭示STRs对基因表达的影响也仅发现了非常有限的关联。这项研究中,通过利用来自“基因型-组织表达项目”(Genotype-Tissue Expression Project)中的17和自重的全基因组测序和表达数据,研究者鉴别出了特殊的STRs,其邻近基因的表达受到了基因组中重复单位数量的影响,研究者在基因组中发现了超过2.8万个与STRs相关的表达。

随后研究人员利用统计学方法来衡量每种效应的显著性,他们鉴别出了数百个负责相关效应的STRs,相关研究结果揭示了与特殊性状相关的重复突变,这些性状包括身高、精神分裂症、炎性肠病和智力等;最后研究者Gymrek说道,总的来说,本文研究结果支持了一种假设,即这些突变会促成一系列人类机体表型的形成,同时也能作为一种非常宝贵的资源来帮助研究者研究更为复杂的性状。(生物谷Bioon.com)

原始出处:

Stephanie Feupe Fotsing, Jonathan Margoliash, Catherine Wang, et al. The impact of short tandem repeat variation on gene expression, Nature Genetics (2019). DOI: 10.1038/s41588-019-0521-9

科学家利用一个有3000年历史的埃及埃默小麦基因组揭示了传播和驯化的历史

基因君

科学家利用一个有3000年历史的埃及埃默小麦基因组揭示了传播和驯化的历史

 

 

近日,英国伦敦大学学院等科研机构的研究人员在Nature Plants上发表了题为“A 3,000-year-old Egyptian emmer wheat genome reveals dispersal and domestication history”的文章,通过分析一个有3000年历史的埃及埃默小麦基因组,发现了小麦传播和驯化的历史。

四倍体二粒小麦(Triticum turgidum ssp. dicoccon)是目前世界上种植最广泛的作物六倍体面包小麦(Triticum aestivum)的祖先,也是四倍体硬粒小麦(T. turgidum subsp. turgidum)的直接祖先。埃默小麦是古代最早被驯化的谷物之一。公元前9700年左右,埃默小麦开始在黎凡特种植,而后随着新石器时代农业的普及,逐步扩展到西南亚、北非和欧洲。在本研究中,科研人员报道了一个埃默小麦糠博物馆标本的全基因组序列。运用碳十四测年技术,推定其年代为公元前1130-1000年的埃及新王国时期。其基因组序列显示,与落粒性、种子大小和萌发相关的基因座,以及其他推测的驯化基因座,与现代驯化的埃默小麦有相同的单倍型,这表明这些性状在埃默小麦被引入埃及之前有着共同起源。同时,其基因组也不寻常地携带了现代埃默小麦缺失的单倍型。基因组之间的相似性可用于推断作物在世界各地的传播历史。古埃及埃默小麦与现代阿拉伯和印度埃默小麦之间的遗传相似性表明一个早期的向东和向南传播。该研究结果表明,博物馆藏品作为基因数据来源对于揭示古代谷物的历史和多样性具有重要意义。(生物谷Bioon.com)

Nat Neurosci:关键基因同时调节儿童自闭症与ADHD多动症

基因君

2019年12月3日 讯 /基因宝jiyinbao.com/ –来自国家精神病学项目iPSYCH的研究人员发现,自闭症和注意力缺陷多动症(ADHD)在存在相同的基因变异。这一新知识进一步加深了我们对两种儿童精神病的生物学原因的认识。
 
在丹麦,约有1%的学童患有自闭症,而2%至3%的人被诊断出患有ADHD。自闭症和注意力缺陷多动障碍是不同的发育障碍,但它们可以具有某些常见症状。例如,自闭症儿童可能表现出暴力或攻击性行为,冲动,在学校和与社会的关系方面存在问题-而多动症儿童也可以分享这些相同的症状。
 
Nat Neurosci:关键基因同时调节儿童自闭症与ADHD多动症
(图片来源:Www.pixabay.com)
丹麦精神病学领域最大的研究项目iPSYCH的研究人员现已发现,两种症状之间的相似性可以与同一基因的变化联系在一起。这项新研究是迄今为止最大的针对多动症和自闭症患者基因组中罕见突变的研究。
 
奥尔胡斯大学教授,首席研究员安德斯·伯格鲁姆(AndersBørglum)说:“在自闭症儿童和多动症儿童中,在相同程度和相同基因中发现突变的事实表明,所涉及的生物学机制可能相同。”
 
研究结果发表在国际期刊《Nature Neuroscience》杂志上。
 
“这是首次针对ADHD和自闭症进行全面的基因组定位,结果显示:ADHD患儿的DNA与自闭症患儿具有相同数量的有害基因突变”,安德斯·伯格鲁姆(AndersBørglum)说。
 
这些发现直接指出了多动症和自闭症共有哪些生物学原因机制。“在这项研究中,最容易受到多动症或自闭症患者突变影响的基因就是所谓的MAP1A基因。该基因参与神经细胞物理结构的形成-它们的内部’骨架’,可以这么说,这一基因对大脑的发育很重要。” AndersBørglum解释说。
 
这是该基因首次与多动症和自闭症的发展有关,研究人员发现的突变使自闭症和/或多动症的风险大大增加。“我们发现多动症和自闭症患者中破坏或严重影响MAP1A基因的突变负担增加,而很少有对照组受试者的基因发生此类变化,”
这意味着携带这种突变的人患多动症和自闭症的风险增加了15倍以上。
 
研究人员分析了大约8000名自闭症和/或多动症患者的基因,以及5,000名没有两种疾病中的任何一种的基因,它们全部来自丹麦。这项研究还纳入了国际范围内约45,000名没有精神疾病的对照受试者。
 
“这项研究表明,通过以广泛的DNA测序以相似的方式研究更多的人,可以直接识别出更多的ADHD和自闭症基因,从而提供了生物学上的因果机制和可能的治疗方法的更完整的机制”。(生物谷Bioon.com)

原始出处:F. Kyle Satterstrom et al. Autism spectrum disorder and attention deficit hyperactivity disorder have a similar burden of rare protein-truncating variants. Nature Neuroscience, 2019; 22 (12): 1961 DOI: 10.1038/s41593-019-0527-8

中国科学家开发首个实时定量PCR内参基因知识库

基因君

中国科学家开发首个实时定量PCR内参基因知识库
近日,中国科学院北京基因组研究所生命与健康大数据中心开发了国际上首个实时定量PCR内参基因知识库——ICG。该知识库基于群体审编策略,对经生物学实验手段鉴定出的内参基因及其应用场景实现了有效的挖掘、整合及注释。研究成果以ICG:a wiki-driven knowledgebase of internal control genes for RT-qPCR normalization为题,在线发表在Nucleic Acids Research上。
实时定量PCR是一种能够对目标基因的表达量进行准确定量分析的实验技术。与传统的基因表达检测方法相比,该技术具有灵敏度高、特异性强、低样品需求量及检测范围广等特点。实时定量PCR技术已被广泛应用于分子生物学研究中。为了有效地降低实验偏差,保证其结果的准确性,该技术依赖于稳定的内参基因以便对其结果进行标准化分析。研究表明,内参基因具有强烈的条件特异性,因此在不同条件下筛选出合理的内参基因是有效地应用实时定量PCR技术的先决条件。
近年来,随着实时定量PCR技术的普及,科学家们已在多个物种特定组织、发育时期、不同实验条件或病理状态下的内参基因进行了筛选及鉴定。挖掘内参基因是一项繁琐的工作,依赖于精确的实验设计并配合一系列严谨的算法综合分析才能完成。为此,对海量文献中所报道的宝贵的内参基因资源及其对应的应用场景实现有效地挖掘及整合具有重要意义。目前,ICG收录了来自209个物种的内参基因,涉及73种动物,115种植物,12种真菌及9种细菌。该知识库提供了丰富的实时定量PCR内参基因信息,如引物序列、扩增长度、推荐的应用场景、退火温度、荧光染料,及该内参基因在相关论文中的引用情况等,以帮助分子生物学家们针对其各自的实验目的来定制出合理的标准化分析策略。ICG不仅为蛋白质编码基因的表达模式研究提供实时定量PCR技术的标准化分析方案,也关注非编码RNA(如miRNA和circular RNA)的表达分析研究。
一方面,ICG通过引入维基系统,在海量生物数据急速增长的背景下将提高生命科学审编人员对数据搜集、整合及共享的效率;另一方面,ICG为用户们提供了灵活的数据查询方式、友好的知识展示界面及免费的数据下载服务。科研人员将在每年定期地对ICG进行更新,以期望能够不断地为分子生物学家们提供关于实时定量PCR内参基因最新的相关信息。ICG最终的目标是构建出一部详尽地记录模式生物及非模式生物中实时定量PCR内参基因及其相关信息的百科全书。
研究工作得到了中科院战略性先导科技专项、中科院国际大科学计划、国家科技攻关计划、国家863项目、国家自然基金项目、中科院百人计划等的资助。(生物谷Bioon.com)

研究发现真核基因组更像“一窝社会性昆虫”

基因君

研究发现真核基因组更像“一窝社会性昆虫”

 

传统上,基因组被喻为一本书,即“生命之书”,主要是指蛋白质编码DNA贮藏遗传信息、能够被转录和翻译为蛋白质的功能。

然而,随着人类和越来越多其他高等生物基因组的完成,人们渐渐认识到将基因组比喻为书可能有点不合适了。龙岩学院生命科学学院教授邱国华等经过多年研究后将其比喻为“一窝社会性昆虫”。近日,相关文章发表于国际期刊《表观基因组学》。

非编码DNA是“保镖”

邱国华等人认为,基因组有别于一本书,主要是因为三个方面:一是在结构上,书中的内容是固定的、静止的,而基因组的内容,如果不是全部,大部分则是动态的;二是在功能上,书也没有反映出编码DNA需要转录和翻译才有生理功能这个特性;三是在内容上,基因组除了少数能翻译为蛋白质的编码DNA外,还有占大多数的不翻译为蛋白质的非编码DNA。

因此,邱国华发现,有必要用一个更形象直观的比喻来形容基因组,以反映基因组的结构和功能。

据介绍,真核基因组的重要特征是:一般来说,编码蛋白质的编码DNA处于细胞核内基因组的核心位置,而不编码蛋白质的非编码DNA则处于基因组的外周,而且,越是外周的位置,编码DNA越少,非编码DNA越多;非编码DNA可以转录为很多小分子RNA。

根据这些特征,邱国华首次提出了非编码DNA保护基因组和编码DNA的观点。并且,在《突变研究—突变研究评述》上发表了有关非编码DNA功能的文章,分别从抵抗辐射和外源核酸入侵所引起的DNA损伤的角度,阐述了非编码DNA在对基因组和编码DNA的保护中起着重要的作用。

“这也就是说,在细胞受到辐射时,因为水分的存在,辐射的能量在细胞质里产生自由基。辐射的能量和自由基穿过细胞核时,处于外周的非编码DNA组成的异染色质像‘保镖’挡子弹一样,为处于核心位置的蛋白质编码DNA减少辐射的能量和自由基,从而减少对蛋白质编码DNA的损伤,也就是减少了对生物体的伤害。”邱国华说。

同时,自由基在非编码DNA区域所产生的DNA损伤,则会以“染色体外环形DNA”的形式,排到细胞质里,然后被核酸酶降解。因此,在细胞受到辐射时,编码DNA受到了非编码DNA的双重保护:“阻挡和排出”。

另一方面,当细胞受到外源核酸的入侵,如病毒感染时,非编码DNA会被诱导转录,在细胞质里产生与病毒相关的小分子RNA,使得病毒核酸被降解和失活等。

因此,在细胞受到病毒感染时,编码DNA受到非编码DNA的三重保护:“长程的”小分子RNA的降解和失活(在细胞质);“短程的”保镖阻挡以及排出(在细胞核)。

一个“生命之窝”

基因组的这些特性,在与社会性昆虫的憩息、社会性,特别是防御机制比较后,邱国华等在世界上首次提出:相较于一本书,真核基因组在结构和功能上更像是“一窝社会性昆虫”,该文章发表于国际期刊《表观基因组学》。

实际上,基因组与社会性昆虫有许多相似之处。

首先,在结构方面,细胞核类似于社会性昆虫的巢,核孔是巢的出口;少数蛋白质编码序列类似于一只或者数只王后,位居中央;占大多数的非编码DNA类似于工蜂或者工蚁,处于外围。

其次,在防御机制方面,病毒的核酸在细胞质被小分子RNA失活,就像社会性昆虫被引出巢外,围剿入侵者。有些病毒核酸可能躲过了小分子RNA的杀戮,通过核孔进入细胞核,在到达核心区破坏蛋白质编码序列之前,受到基因组外围的非编码DNA阻挡,就像入侵者在巢内受到工蜂或者工蚁围攻一样。

而且,外源核酸的插入会引起非编码DNA的损伤,而损伤的非编码DNA和外源DNA一起,会被无损伤的非编码DNA转移至细胞质,就像入侵者被工蜂或者工蚁杀死,死亡的入侵者和工蜂或者工蚁都会被活的工蜂或者工蚁移出巢一样。

以上种种相似之处,使得社会性昆虫可能是对基因组的更好的比喻。“基因组可能更像是一个‘生命之窝’。”邱国华表示。(生物谷Bioon.com)

JAMA oncology:影响胰腺癌存活率的四个关键基因

基因君

2017年11月4日/基因宝jiyinbao.com/—根据最近发表在《JAMA Oncology》杂志上的一篇文章,四个主要基因的突变会影响胰腺癌患者的生存率。
在此之前,基因与疾病发生之间的关系一直不够清楚。而这一项研究的一大特点在于其样本量相对较大:一共有356名患有可手术切除性的胰腺瘤患者参与了实验。
腺瘤是目前最常见的一类胰腺瘤,实验招募的患者中90%都在罗彻斯特大学医学中心癌症研究所接受治疗,剩下的则分别来自于斯坦福大学癌症研究所以及Dana Farber/ Brigham and Women 癌症研究所。当肿瘤被切除之后,研究者们提取出了肿瘤组织以及周围正常组织的DNA分子。并且进行了DNA测序检测基因的突变情况。
JAMA oncology:影响胰腺癌存活率的四个关键基因
(图片来源:CC0 Public Domain)
该研究着重于四个基因:KRAS, CDKN2A,SMAD4以及TP53的活性。结果显示,这些患者中存在三个以上基因突变的人群手术后癌症复发的时间更短,而且存活的几率更低。
“这项研究帮助我们理解了为什么胰腺癌的分子特征会在个体水平影响癌症的恶化,而且为我们提供详尽信息用于指导患者的治疗与设计未来的研究思路”,该研究的共同作者Aram Hezel医生说道。
胰腺癌是一类十分恶性的癌症,而且存活率极低。接受手术治疗或许会延长存活的时间,而且在手术治疗之前先进行化疗会进一步提高治疗的效果。然而,分子特征信息的揭示则会从个体水平为病情的分析提供更加可靠的线索。(生物谷 Bioon.com)

资讯出处:Scientists link pancreatic cancer survival to four genes

原始出处:Zhi Rong Qian et al. Association of Alterations in Main Driver Genes With Outcomes of Patients With Resected Pancreatic Ductal Adenocarcinoma, JAMA Oncology (2017). DOI: 10.1001/jamaoncol.2017.3420 

健康一生

apasstour 医健游测序宝

登录

注册