基因新闻 第81页

天然橡胶与石油、煤炭和钢铁并称为四大工业原料，是关系国计民生的基础产业和重要战略物资。杜仲是传统的名贵中药材，也是我国特有的产胶植物。在众多产胶植物中，杜仲产业化前景最大，极具开发潜力。近日，中国林业科学研究院经济林研究开发中心杜红岩团队、乌云塔娜团队联合中国热带农业科学院橡胶研究所李德军研究员团队及山东贝隆杜仲生物工程有限公司高瑞文高级工程师团队合作完成杜仲基因测序，相关成果发布于《分子植物》。

杜红岩等人的研究发现，杜仲属基本菊类分支，与真菊I类和II类的分化时间可追溯到约在一亿两千九百万年前，杜仲经历了古老的基因组三倍化复制，无近期基因组复制发生。杜仲的环境适应机制可归因于逆境反应或次生代谢产物相关基因的显着扩张/高表达。与橡胶树一致，异戊二烯焦磷酸主要来自甲瓦龙酸途径；尽管杜仲和橡胶树SRPP/REF基因家族都存在显着扩张，与橡胶树SRPP和REF基因同时参与顺式橡胶合成不同，只有SRPP基因参与杜仲胶合成。杜仲FPS基因家族存在扩张并出现功能分化，产生了具有反式长链橡胶合成功能的II类FPS基因。此外，杜仲和橡胶树SRPP/REF和FPS基因家族成员属不同分支，暗示双子叶植物中橡胶生物合成为多起源。

该研究首次获得了杜仲高质量基因组序列并解析了杜仲环境适应及胶生物合成机制，对杜仲生物学研究、良种培育、种植及产业链形成具有重要意义。(生物谷Bioon.com）

2018年1月14日/生物谷BIOON/—在一项新的研究中，来自美国加州大学洛杉矶分校等研究机构的研究人员首次构建出人类神经发生（neurogenesis）的基因调控图谱，其中在神经发生中，神经干细胞转化为脑细胞并且大脑皮层在尺寸上扩大。他们鉴定出调控我们的大脑生长并且在某些情形下为在生命后期出现的几种大脑疾病奠定基础的因子。相关研究结果发表在2018年1月11日的Cell期刊上，论文标题为“The Dynamic Landscape of Open Chromatin during Human Cortical Neurogenesis”。

人类大脑与老鼠和猴子的大脑不同，这是因为人类大脑具有更大的皮层。作为大脑器官中最为高度发育的部分，大脑皮层负责思考、感知和复杂的沟通。科学家们刚开始了解促进人类大脑发育的分子和细胞机制以及它们在人类认知中发挥的重大作用。

大脑发育是由某些大脑区域或细胞类型在特定时间段的基因表达引导的。基因表达，即将我们的DNA中的指令转化为功能性产物（如蛋白）的过程，在多种水平上受到在关键时刻作为通断开关发挥作用的DNA片段的调节。但是在此之前，还没有人构建出描述在神经发生期间这些开关在染色体上的活性和位置的图谱。

通过采用一种被称作ATAC-seq的分子生物学技术，这些研究人员绘制出在神经发生中有活性的基因组区域。他们将这些数据与这些大脑区域中的基因表达数据结合起来。他们还使用了以前公布的关于染色体折叠模式的数据。染色体折叠模式影响遗传信息的编码方式。这些结合在一起的数据有助他们鉴定出神经发生中的关键基因的调控元件。一个被称作EOMES/Tbr2的基因当被关闭时与严重的大脑畸形相关联。

这些研究人员利用CRISPR技术证实了这些靶基因的作用。利用CRISPR技术，他们能够移除细胞中的特定DNA片段，从而剔除一部分调控开关，随后就可评估它们对基因表达和神经发生的影响。
这些研究人员发现，在生命后期患上的一些精神疾病，如精神分裂症、抑郁症、注意缺陷多动障碍（ADHD）和神经过敏症，起源于胎儿大脑发育的最早阶段。他们说，甚至一个人的未来智力在神经发生期间就开始在形成。

这些研究人员还发现一个重大的机制，该机制可解释人类大脑皮层要比非人灵长类动物的大脑皮层更大。他们鉴定出一个改变成纤维细胞生长因子受体2（FGFR2）表达的基因组序列，其中FGFR2调节着包括细胞增殖和分裂在内的重要生物过程，并且给细胞赋予特定的任务。这个基因组序列在人类中的活性要比在小鼠和非人类灵长类动物中更强，这有助于解释为什么人类大脑更大。（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Luis de la Torre-Ubieta, Jason L. Stein, Hyejung Won et al. The Dynamic Landscape of Open Chromatin during Human Cortical Neurogenesis. Cell, 11 January 2018, 172(1-2):289–304, doi:10.1016/j.cell.2017.12.014

最近，来自牛津大学和萨里大学的研究人员通过研究发现，单一基因的突变或许就能对人类机体的面部特征产生较大的影响，近年来科学家们进行了大量研究都发现单一基因在人类多种疾病的发生上扮演着关键角色，本文中，小编对相关研究进行了整理，分享给大家！

【1】Science：单一基因或可驱动前列腺分化

doi：10.1126/science.aad9512

最近，一项发表在国际杂志Science上的研究论文中，来自哥伦比亚大学医学中心的研究人员通过研究发现，单一基因的表达就可以将骨盆精囊中的内衬细胞转化成为前列腺细胞，这项研究或可帮助深入理解控制前列腺组织和精囊发育背后的分子机制，同时还可以帮助科学家们揭示为何癌症通常多发于前列腺而很少在精囊组织中发生。

此前研究中，研究者Aditya·Dutta等人通过研究发现，Nkx3.1基因的缺失会损伤小鼠前列腺的分化；为了深入研究Nkx3.1基因，首先研究人员证实，前列腺细胞中Nkx3.1基因的缺失会导致和前列腺分化的一系列基因表达水平的降低。

【2】PNAS：吃惊！单一基因突变或能明显影响人类的面部特征

DOI：10.1073/pnas.1708207114

你是否拥有祖母般的眼睛？或者父亲一样的鼻子？近日来自牛津大学和萨里大学的研究人员通过研究发现，单一基因的突变或许就能对人类机体的面部特征产生较大的影响，这或许就能帮助科学家们理解人类的面部特征如何一代一代发生遗传的。

文章中，研究者指出，单一的基因突变或能明显影响个体的面部特征，而且研究者发现了三种具有类似特性的基因突变；他们对3000名参与者的面部特征进行分析，这些参与者来自不列颠群岛研究计划、其中的双胞胎来自圣托马斯医院的TwinsUK计划，此外志愿者中还有来自东亚的志愿者。

研究者利用一种先进的3dMD相机和软件来获取志愿者的面部图像并对其进行分析，随后利用14种手动注释的人脸特征点在通用的模型上来“注册”每一位个体的人脸图像，比如鼻尖或眼角，同时研究者还利用一系列算法来提取参与者面部的形状信息。利用这种面部分析特性，研究人员鉴别除了两种遗传突变和女性的面部侧貌相关，同时在男性和女性中还发现了一种突变和眼睛的形状特征相关；其中一种突变所关联的基因主要参与了类固醇生物合成的调节性过程，而且其还在IV型粘脂沉积症中扮演着关键角色，这种疾病偶然间会诱发面部变形。

【3】Nucleic Acids Res：一个特定基因可解释多种疾病

DOI：10.1093/nar/gkw1186

FADS1基因是脂肪酸去饱和酶基因家族的一员，该基因的表达产物能够通过引入双键调节不饱和脂肪酸的合成，最近一项研究发现该基因的变异影响着许多疾病的风险。不同人合成omega-3和omega-6等多不饱和脂肪酸的能力存在不同，这种合成能力的差别影响着代谢疾病，炎症疾病和多种癌症的发生风险。来自瑞典乌普萨拉大学的研究人员在国际学术期刊Nucleic Acids Research上对上述结果进行了详细证实。

“通过一些实验研究，我们现在准确知道基因功能区域发生了哪个突变，直接参与FADS1的表达调节。”乌普萨拉大学的Gang Pan这样说道。

在这项新研究中，研究人员发现控制FADS1的基因区域在600万年前就已经存在，现在只存在于人类和黑猩猩体内，其他物种体内并不存在。omega-3和omega-6的合成增加有助于脑发育，这个事件可能推动了人类的进化。30万年前发生的一个突变进一步促进了该基因的表达产物合成omega-3和omega-6脂肪酸的能力。这个突变形成了一个进化优势，导致形成了一个活跃表达的FADS1变异，这个变异基因逐渐成为世界上一个常见的变异。

【4】Nat Genet：良性or恶性胸腺瘤？单一基因即可鉴别

doi：10.1038/ng.3016

近日，刊登在国际杂志Nature Genetics上的一篇研究论文中，来自美国国家癌症研究所的研究人员通过研究发现，一种单一基因就可以有效区分出恶性胸腺瘤和非恶性胸腺瘤。

胸腺瘤是一种胸腺上皮细胞畸变引发的癌症，胸腺对于淋巴系统非常重要，而T细胞（T杀伤细胞）就在胸腺中成熟，目前研究者并不清楚在人类肿瘤中基因GTF2l突变所扮演的角色，但是这项研究中研究者却发现，几乎所有的无痛(非恶性及缓慢发展的肿瘤)形式的胸腺瘤都存在基因GTF2l的突变。

研究者Giuseppe Giaccone博士表示，无痛的胸腺瘤很少会变成恶性的，因此基因GTF2l的鉴别就可以帮助有效发现需要进行及时治疗的恶性胸腺瘤患者。这项研究非常关键，因为其可以通过一个单一突变的基因来定义肿瘤的类型，通常对肿瘤进行分类定义往往需要许多基因才可以实现；实际上研究者发现恶性的胸腺瘤往往会表达一些在其它肿瘤中发现的癌症基因，这就为开发新型疗法来治疗癌症提供了一定的线索。

【5】Cell Metabol：鉴别出引发I型糖尿病发生的单一基因突变

doi：10.1016/j.cmet.2013.02.001

近日，一项刊登在国际杂志Cell Metabolism上的一篇研究报告中，来自瑞士巴塞尔大学医院的研究者通过研究揭示，一种名为SIRT1的单一基因或许参与了I型糖尿病（T1D）和其它自体免疫疾病的发病，这项研究阐述了引发T1D发病的单一基因缺陷，或对于开发相关疾病的治疗措施提供帮助。

研究者Marc Donath通过研究，在家庭单一自体免疫疾病的患者中发现了一个有趣的现象，就是26岁的男性患者都被诊断出了I型糖尿病，但是病人并无家族性的T1D历史。另外研究者在另一个家族成员中发现，患有溃疡性结肠炎的患者同时也患有自体免疫疾病。

研究者表示，这种遗传的模式对主要遗传突变具有指示作用，因此，研究者决定进一步深入研究来揭示其发生的机制。

【6】一个基因突变就会变胖？！

新闻阅读：‘Greedy gene’ that stops some people from feeling full discovered

邮报（Mail Online）刊登了这样一则报导：”决定一个人是否会超重可能仅需一个基因突变。”

研究人员通过检测大脑样品，发现DNA序列中编码BDNF蛋白的突变影响了脑源性神经营养因子（简称BDNF，此蛋白用于调节进食后的食欲）的表达水平。基于此项研究结果，在大量成年人与儿童中检测这些序列突变是否与人体BMI值（身体质量指数，体重公斤数除以身高米数平方得出的数字）有关。研究显示，基因DNA序列中一个特定位点的变异与蛋白的低表达水平呈现出相关性。而两个基因拷贝上均遗传到了这个变异的人更容易肥胖。

低水平的BDNF蛋白意味着一个人已经吃了足够的食物能够满足身体能量需要，却仍觉得饥饿，进而继续饮食导致体重的增加。研究人员认为提高BDNF蛋白水平可能成为治疗肥胖的潜在靶点。然而就现阶段而言，这个治疗方法能不能继续研发、会不会有效果还很难说。

【7】Cell：震惊！单个GATA4基因突变导致两种心脏病类型

doi：10.1016/j.cell.2016.11.033

在一项新的研究中，来自美国格拉斯通研究所的研究人员发现单个基因突变与两种心脏病类型—一种心脏病会导致婴儿心脏有孔产生，另一种心脏病导致心力衰竭—存在关联。利用携带这种突变的家庭捐献的细胞，他们对先天性心脏病、人类心脏发育和健康的心脏功能产生新的认识。相关研究结果发表在2016年12月15日那期Cell期刊上，论文标题为“Disease Model of GATA4 Mutation Reveals Transcription Factor Cooperativity in Human Cardiogenesis”。论文通信作者为格拉斯通心血管疾病研究所主任Deepak Srivastava博士。

一个家庭故事：基因突变与先天性心脏病

先天性心脏病影响将近1%的新生婴儿。在一种特别常见的先天性心脏病类型中，在两个心室之间的隔膜中有孔形成。导致这些隔膜缺陷的一种原因是GATA4基因发生突变，其中GATA4是正常的心脏发育和健康的心脏功能所必需的。GATA4基因编码一种“主调节”蛋白，该蛋白激活或沉默参与心脏发育的其他基因。

【8】PNAS：沉默单个基因影响人们的社交能力

doi：10.1073/pnas.1602809113

在一项新的研究中，来自美国佐治亚大学等机构的研究人员发现沉默一种特定的基因可能影响人类社会行为，包括一个人形成健康关系或者识别其他人情感状态的能力。相关研究结果于2016年6月20日在线发表在PNAS期刊上，论文标题为“Epigenetic modification of OXT and human sociability”。

在这项研究中，研究人员研究了一种被称作甲基化—能够降低特定基因表达—的过程如何影响基因OXT。这种基因负责产生一种被称作催产素（oxytocin）的激素，而催产素与人类和其他哺乳动物的一系列社会行为相关联。

论文通信作者、佐治亚大学富兰克林文理学院生理学助理教授Brian W. Haas说，“甲基化限制基因在多大程度上表达。甲基化增加通常对应于基因表达水平下降，因此，它影响一种特定的基因如何发挥功能。”

【9】Nature子刊：单个基因就可抑制肿瘤形成！

doi：10.1038/ncb3369

磷酸酶-张力蛋白（Pten）是一种肿瘤抑制子，其在20%至25%的癌症患者中都处于缺失状态，近日来自梅奥诊所的研究人员通过研究发现，当细胞在分裂成为两个子代细胞的过程中，Pten可以通过维持染色体数目的完整来抵御机体肿瘤的形成，相关研究刊登于国际杂志Nature Cell Biology上。

文章中，研究者发现，通常在癌症患者机体中缺失的Pten蛋白的最后三个氨基酸对于形成完整的有丝分裂纺锤体非常重要，而有丝分裂纺锤体是染色体进行准确分裂的关键结构。Pten蛋白是人类机体中继p53之后最为重要的肿瘤抑制子，科学家们认为，Pten蛋白的磷酸酶活性可以中和PI3激酶的活性，一旦Pten蛋白失去功能就会使得AKT酶出现不受控制地激活，从而引发肿瘤形成；AKT酶可以刺激细胞增殖及存活，通常在人类肿瘤组织中处于过度激活状态。

很多年来，研究者们推测，在癌症患者中发现的Pten缺失会导致细胞染色体重新改组，但如今研究者仍然不知道上述过程发生的分子机制，以及这一过程如何促进癌症发展，本文中来自梅奥诊所的科学家就给出了确切的答案。

【10】Cell Rep：揭示STAT3基因的一种激活突变导致新生儿糖尿病机制

doi：10.1016/j.celrep.2017.03.055

在一项新的研究中，来自芬兰赫尔辛基大学的研究人员发现STAT3基因发生的一种突变导致胰腺发育缺陷和婴儿糖尿病。相关研究结果发表在2017年4月11日的Cell Reports期刊上，论文标题为“An Activating STAT3 Mutation Causes Neonatal Diabetes through Premature Induction of Pancreatic Differentiation”。

新生儿糖尿病（neonatal diabetes mellitus， NDM）是一种罕见的存在于不到6个月大的婴儿之间的糖尿病。它是由对β细胞功能或发育至关重要的基因发生突变造成的。在大约一半的NDM病例中，这种疾病变成永久性的，即永久性新生儿糖尿病（permanent NDM， PNDM）。迄今为止，人们鉴定出大约20多种基因发生的突变导致PNDM。

不同于1型糖尿病，NDM病人通常并不产生与糖尿病相关联的自身抗体。然而，最近人们已发现激活STAT3基因的突变可能导致具有较强的自身免疫现象的糖尿病。（生物谷Bioon.com）

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2018年1月31日/生物谷BIOON/—在一项新的研究中，来自美国南加利福尼亚大学多尼斯夫文学艺术科学学院（Dornsife College of Letters, Arts and Sciences）的研究人员发现了一类全新的离子通道。这些通道让质子（氢离子）进入细胞，在内耳平衡中发挥着重要的作用，并且存在于对酸味作出反应的味觉细胞中。相关研究结果于2018年1月25日在线发表在Science期刊上，论文标题为“An evolutionarily conserved gene family encodes proton-selective ion channels”。

质子控制溶液是酸性还是碱性。它们确定着溶液的pH值。毫不奇怪的是，质子不会穿过细胞膜；它们必须通过离子通道等特定蛋白跨膜转运。

尽管编码让质子离开细胞的离子通道的基因已被鉴定出，但是人们并不清楚是否需要一个或几个基因来形成让质子进入细胞的离子通道。如今，这项针对酸味的研究鉴定出编码质子传导离子通道的otopetrin基因家族。

这个基因家族最初被认为在保持身体平衡中起着重要的作用：基因Otop1（编码otopetrin 1蛋白）发生突变的小鼠不能够让它们自己保持直立。由这个基因编码的蛋白的功能以及它发生的突变导致内耳前庭系统缺陷的原因尚不清楚。但在研究味觉的过程中，由南加利福尼亚大学多尼斯夫文学艺术科学学院生物科学教授Emily Liman领导的一个研究团队发现Otop1编码的otopetrin 1蛋白是一种质子通道，从而为otopetrin 1如何促进内耳发挥功能和保持平衡提供了线索。

鉴于酸味是对具有较高质子浓度的酸性物质的感知，Liman预测酸味味觉细胞（sour taste cell）具有对质子作出反应的或者转运质子的离子通道。事实上，在八年前，她的实验室利用生物物理学方法证实质子通过细胞膜中的特定质子通道进入味觉细胞，但是编码这种质子通道的基因和这种质子通道的结构特性是未知的。

在这项新的研究中，Liman实验室利用一种被称作RNA测序（RNAseq）的分子遗传学技术鉴定出哪些基因在酸味味觉细胞中特异性表达，而不在其他类型的味觉细胞中表达。研究生Yu-Hsiang Tu随后逐个基因地测试候选基因，最终他发现一个基因当被导入到不产生任何质子传导通道的细胞中时会产生一种质子传导通道。

在Yu-Hsiang测试了36多个候选基因后，Liman几乎已放弃了。Liman 说，“当Yu-Hsiang叫我进实验室，给我看了下这些数据，我简直不敢相信我们终于找到了。我们寻找了这么多年。”

除了Otop1之外，在脊椎动物中还存在着两个相关的基因（Otop2和Otop3），而且这个基因家族也存在于黑腹果蝇中。otopetrin家族与所有其他的离子通道存在着结构上的差异，并且所有的otopetrin蛋白都会形成质子通道，这提示着这些质子传导通道在进化上是保守的。每种otopetrin蛋白在舌头、耳朵、眼睛、神经、生殖器官和消化道等多种组织中独特地分布着。

在内耳前庭系统中，Otop1是被称作耳石（otoconia）的结构形成和发挥功能所必需的，其中耳石是感测重力和加速度的碳酸钙晶体。这些研究人员猜测这些otopetrin蛋白是维持适合耳石形成的pH值，而且这些不能直立的小鼠存在的缺陷是由于pH值调节异常。

在味觉系统中，作为酸味感知的一部分，otopetrin蛋白可能参与感测酸性物质。这些质子通道在其他组织中的功能是未知的。

Liman说：“我们从未期待我们在味觉细胞中寻找的这种分子也会在内耳前庭系统中发现到。这突显了基础研究的力量。”（生物谷 Bioon.com）

参考文献：


Yu-Hsiang Tu, Alexander J. Cooper, Bochuan Teng et al. An evolutionarily conserved gene family encodes proton-selective ion channels. Science, Published online: 25 Jan 2018, doi:10.1126/science.aao3264

2018年2月9日/生物谷BIOON/—数以千计的具有不同核苷酸序列的短RNA分子起着安全卫士的作用，能够识别和沉默侵入基因组的企图，比如病毒或被称为转座子的寄生元件插入到宿主基因组中的DNA。

这些不同的小RNA分子，被称为与Piwi蛋白相互作用的RNA（Piwi-interacting RNA, piRNA），是由各种动物（如从昆虫、线虫到小鼠和人类等哺乳动物）产生的。在一项新的研究中，来自芝加哥大学的研究人员描述了piRNA如何发现外源基因序列并让它们沉默。他们还展示了内源性的或着说“自我”的基因如何避免接受这种额外的检测。相关研究结果发表在2018年2月2日的Science期刊上，论文标题为“The piRNA targeting rules and the resistance to piRNA silencing in endogenous genes”。

论文通信作者、芝加哥大学分子遗传学与细胞生物学助理教授Heng-Chi Lee博士说，“几乎所有的动物都含有这些小RNA，并且利用它们作为寻找靶序列和让它们沉默的向导。但是在此之前，它们的功能还是很神秘的，而且也不知道为何存在这么多不同的核苷酸序列。”

大海捞针
信使RNA（mRNA）执行DNA中编码的指令，从而产生在身体中执行必需功能的蛋白。在这项新的研究中，Lee和他的同事们研究了秀丽隐杆线虫的生殖系统细胞产生的piRNA。

作为一类小RNA，piRNA与细胞中所谓的Argonaute蛋白结合，用于寻找靶RNA并将它关闭。RNA是碱基A、C、G和U组成的。一些小RNA需要与靶序列精确地匹配才能识别它们。其他的小RNA能够对部分匹配的基因进行标记。

科学家们并不确定piRNA如何精确地找到它们的靶标，这部分上是因为存在很多piRNA。比如，Lee研究的秀丽隐杆线虫含有15000多个具有不同核苷酸序列的piRNA。他想知道为什么会有这么多？它们的作用是什么？

Lee说，“人们真地不清楚细胞为何必须产生如此多的piRNA。它们是如此地多样化以至于很难知道是哪一个piRNA识别哪一个靶RNA。这种关系太复杂了。”

当蛋白Piwi识别到它们的靶RNA时，它们招募一系列更小的与靶位点上的序列相对应的次级RNA，这是一种对靶位点进行标记来吸引注意力的方法。知道了这一点，Lee和他的团队利用在秀丽隐杆线虫中不存在的序列构建出合成piRNA，并追踪它在何处产生它的标记物。随后，通过研究这种合成piRNA标记的不同序列，他们就能够找出它发现匹配靶标的机制。

结果证明piRNA与靶序列的一部分非常密切地匹配，但是它们能够容忍这种靶序列的其余部分存在几个不匹配的地方。在这种线虫中似乎还有很多不配对的Piwi，因此这给它们提供了一个具有很多许多可能的序列组合的工具箱来识别外源的RNA并将其关闭。

避免误报

但是，它们如何避免误报，或错误地识别内源性的“自我”基因呢？为了找到答案，Lee和他的同事设计出更多的能识别几个已知的属于线虫基因组的基因的piRNA。但是这组piRNA并没有沉默或影响这些内源性基因的功能，这意味着这些内源性基因在某种程度上具有抵抗力。

这些研究人员还发现许多内源性基因有额外的将它们标记为“自我的”而非外源的A和T核苷酸重复片段。这一许可信号可作为识别基因的证书和显示它的所属piRNA系统的护照。

Lee说，“我们证实内源性基因能够利用一种许可系统抵抗piRNA系统，这真的很酷。它们所要做的就是利用‘自我’信号标记它们自己。”

这项研究揭示了一种能够影响动物生育的基本机制。之前的研究已表明如果Piwi基因发生突变，那么piRNA系统就会发生功能故障。然后，如果病毒或转座子将外源DNA元件注入生殖细胞系，或者说产生卵子和精子的生殖细胞，那么piRNA就不能够检测并沉默它们。这些未被检测到的变化能够导致不孕症和生殖系统中的其他问题。

多年来一个困扰着生物学家的实际障碍

这项研究还解决了一种几十年来困扰着线虫科学家的技术问题。当人们想要研究一个特定的基因时，他们通常会做一些微小的修改，因此一种产生荧光的特殊蛋白标签就能够附着到他们感兴趣的基因产生的蛋白上。这在大多数细胞类型中工作良好，但是在生殖细胞系中，piRNA系统发现这些基因改变，并关闭这种荧光标签的产生。

Lee和他的团队展示了科学家们如何能够防止这种情况发生。通过编辑piRNA所识别的位点就足够了，就再也找不到它们了，但是基因仍然以相同的方式起作用。科学家们还可以将这些相同的自我许可信号插入到非编码DNA区域，从而使得这些变化看起来属于内源性基因。这些技术也将允许科学家们利用CRISPR-Cas9基因编辑系统追踪生殖系变化。

Lee说，“当我第一次在大会上提出这个问题时，在我的发言结束之后，我被大约30名向我请教的科学家围住，因此他们能够利用我们的算法研究他们自己喜欢的生殖细胞中的靶标。它解决了过去20年来一直困扰着线虫生物学家的一个非常实际的障碍。”（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Donglei Zhang, ShikuiTu, Michael Stubna et al. The piRNA targeting rules and the resistance to piRNA silencing in endogenous genes. Science, 02 Feb 2018, 359(6375): 587-592, doi:10.1126/science.aao2840.

近日，美国《科学》杂志上发表了一项美国布罗德研究所华裔专家张锋团队的一项研究成果。论文显示，张锋团队研究出了一种“基因试纸”，可以用于检测病毒、肿瘤DNA（脱氧核糖核酸）等核酸物质，具有低成本、方便、高效等特点。

论文中介绍，只需要将“基因试纸”浸入处理过的样品，一条线就会显示出是否检测到靶分子。张锋团队通过这种“基因试纸”，成功在实验室中检测出了一些病毒感染及肺癌患者的肿瘤标记物。

据悉，该试纸是在张锋团队此前开发的基因检测工具“夏洛克”的基础上开发出来的。“夏洛克”得名于著名侦探小说主人公夏洛克·福尔摩斯，同时也是“特异性高灵敏度酶促解锁”的英文部分字母缩合而成。

“夏洛克”与当前基因研究领域的热点技术“基因剪刀”CRISPR－Cas9的结构类似，都是由gRNA（向导核糖核酸）和基因剪切蛋白两部分组成，只不过“夏洛克”使用的剪切蛋白是Cas13。

Cas13剪开特定RNA（核糖核酸）后，会继续剪切其周围的RNA，他们利用这一“脱靶”缺陷，加入一种带有RNA的荧光标记物，当标记物被剪开时，会发出荧光信号而显示检测结果。

通过“夏洛克”每微升血样可检出一个分子，“基因试纸”在此基础上进一步提高了敏感度，且提升幅度达到了100倍。即使肺癌患者血样中来自肿瘤细胞的游离DNA含量很低也能准确检测出来。

据悉，该“基因试纸”最多可一次检测4个标靶。例如，寨卡病毒和登革病毒感染后的症状相似，使用“基因试纸”可一次检测出血样中究竟是哪种病毒，大幅节约了样品用量。

张锋介绍，在先前研究中，“夏洛克”还能识别一些产生抗生素耐药性细菌的基因、区分大肠杆菌的一些菌株等。因此，该技术在健康领域应用广泛，包括检测传染病及发现引起耐药性和导致癌症的基因变异。(生物谷Bioon.com）

2018年3月3日/生物谷BIOON/—当沉浸在被称作CRISPR的革命性基因组编辑方法所产生的兴奋中时，你应不会了解到以下一点：正如如今实践中表现的那样，它远非完美。它的标准组分仅在基因组的有限区域中寻找并切割DNA，而且它的分子剪刀会发生摇摆，从而导致“脱靶”突变。许多研究团队正在努力做得更好。如今，在一项新的研究中，由美国哈佛大学化学家David Liu领导的一个团队设计出一种新的CRISPR版本，该版本有潜力变得更加灵巧和更加精确。相关研究结果于2018年2月28日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Evolved Cas9 variants with broad PAM compatibility and high DNA specificity”。

美国马萨诸塞大学医学院的CRISPR先驱Erik Sontheimer说，“这是一项非常令人印象深刻的重要研究。”

CRISPR有多种形式，但它们都依赖于由RNA组成的向导分子来携带一种DNA切割酶—最为常用的一种是Cas9 —到基因组的特定区域上。然而，这种复合物在DNA上的着陆位点具有特定的分子特征。标准CRISPR工具包中的酶Cas9因它天然地来源于酿脓链球菌（Streptococcus pyogenes）而被称作spCas9，它仅能够着陆在一端具有特定的三碱基NGG（N代表四种碱基中的任意一种，G代表鸟嘌呤）的基因组片段上。在长32亿个碱基对的人基因组中，大约仅其中的1/16具有正确的序列。Liu说，“这一个真正的限制。”

这项新的研究对spCas9酶进行修饰，从而使得潜在的着陆位点增加了至少4倍。从理论上讲，这可能允许人们破坏或取代CRISPR当前无法触及的与人类疾病相关的基因的许多部分。

Liu实验室先是设计大量稍加改动的spCas9。随后，在64种可能的三碱基着陆位点—在技术上被称为前间隔序列邻近基序（protospacer adjacent motif, PAM）中，Liu团队选择出能够使用更多三碱基着陆位点的spCas9稍加改进版。他们将他们的新酶称为xCas9，最好的xCas9选择着陆位点NGN，这种三碱基存在于四分之一的人基因组中。

Liu预计xCas9为获得更多的着陆位点所付出的代价是更多的潜在危险的脱靶切割，这让希望在医学领域使用CRISPR的科学家们感到担忧。毕竟，传统观点认为作为细菌免疫策略的一个天然部分，Cas9在它的DNA结合方面已变得杂乱章，这是因为这不会破坏特异性。Liu解释道，“PAM结合就好比是看门人，如果你的看门人喝醉了，并且让很多Cas9跳舞，这应当会破坏靶向性。”但是相反的情形发生了。他说，“如果你要我对为何会如此进行机制上的详细解释，那么我的答案是’我不知道’。”

美国斯坦福大学CRISPR研究员Stanley Qi说，这种双赢局面是“非常令人吃惊的”，并且应当会激起许多实验室的兴趣。“在这项研究中，真正的考验是如果人们急于使用xCas9（在忘记它的初始版本的情形下）。至少在我的实验室里，我们非常渴望在我们的应用中尝试使用它。”

Liu提醒道，这种标准的Cas9多年来已证实了自己；迄今为止，相比于初始的Cas9（即spCas9）已在上千个基因组位点上进行过测试，他的实验室仅在基因组的几十个位点上测试了这种新的xCas9。“我并不100％确定xCas9将比spCas9更好。我想要每个人都来测试它，这是因为我想知道是否确实如此。”（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Johnny H. Hu, Shannon M. Miller, Maarten H. Geurts et al. Evolved Cas9 variants with broad PAM compatibility and high DNA specificity. Nature, Published online: 28 February 2018, doi:10.1038/nature26155

今天的头条新闻是国务院机构改革，一下子减少了8个正部级和7个副部级单位，不少部委的名字也都做了重大修改。在不断强化政府指导和管理职能的时代，这么大的变化肯定蕴含了不同寻常的意义，何况跟医疗医药相关的中央机构几乎此次都被调整。

机构调整的总体目的如政府公报所说是为了减少多头多层次重复执法，减少企业和个人行政负担，提高监管效率并最终转化政府机构职能。

虽然多数人只是医药行业最普通的基层群众，但医疗医药行业发展历来受到政策强烈影响，充分理解这次机构大调整的背后含义，可以让改革风暴袭击到我们的时候不至于惊慌失措。

这次跟医疗医药有关的机构调整包括：

1.卫计委升级为国家卫生健康委员会，不再保留国家医改办

调整目的：淡化计划生育概念，同时强调医疗与健康管理，疾病预防结合的“大健康”构想，例如把老龄化工作，控烟和安监总局的职业卫生统筹管理，希望从源头减少疾病发生，提高群众生命健康质量。

对行业影响：预计会刺激医疗产业会更多跟预防，康复和养老产业结合，强化全生命周期健康管理理念和总健康成本概念，之后政府会继续大力推进分级诊疗，家庭医生制度，以解决游戏那的医保费用和医疗资源与社会日益增长的健康医疗需求的矛盾。简单说，医疗健康产业会更加多元化，不再是医院和药企唱二人转。

2.国家药监局和国家工商总局，质监总局一起组建国家市场监督管理总局

调整目的：统一执法和信息共享，解决过去某些“三不管”的监管问题。

对行业影响：总体利好医药行业的清理整治，对过去游走在工商部门和药监部门的之间的问题例如“保健品夸大宣传”，“药品走私”，“药品交易市场”等问题可以更有效地监管。正规企业不用担心，过去的违规或者灰色的操作会更加困难。原药监局的中央职能因为专业i选哪个很强，会继续相对独立。省级以下药品监管交给市场监管同意执行，有利于药品监管下沉，毕竟药监局没有工商局人多。从设置看，药监总局局长应该不会成为新的市场监管总局局长，医药行业相对于整个市场监管还是很小的一部分。

3.组建国家医疗保障局，调整国家社保基金理事会隶属关系

调整目的：突出医保问题的复杂性和对社会稳定的重要性，所以把之前人社部，发改委和卫计委的部分功能剥离成立这个直属国务院的重要机构。

对行业影响：它将成为影响医疗机构和医药行业最重要的三大部门之一，职能包括医保支付，结算和医疗价格制定，药品耗材招标等等。我也看好医保局成立后有利于加速对三保合一落实，同时也是对商业医疗险的推动，以前多部委管理不利于保险公司拓展业务。我非常好奇这个新设立的重要机构负责人来自哪个部委，其之前的背景也许会暗示未来医保局的监管思路。

4.省及以下单位国税地税机构合并

调整目的：减少税收成本和纳税人负担，加强税收监管协作。

对行业影响：短期影响不大甚至利好，毕竟只是税收部门的合署办公。金税三期如此强大，大家老老实实开票交税，不动其它心思就好。

5.监察部并入国家监察委员会

调整目的：减少监察反贪部门的多头管理，提高监管部门合作效率。

对行业影响： 医药行业反商业贿赂当然会越来越严格地执行下去喽。

此次机构改革并未出现传说中的结合卫生，药监和医保的“超级健康委员会”，仍然把三大医疗健康管理机构分离，体现的仍然是机构之间的互相监督和管理平衡。我们很看好此次医疗医药相关机构的调整，因为调整的思路简明清晰，坚定之前的医改和药改方向没有瞎折腾，符合提升监管效率，降低市场成本的思路。

作为基层群众，我们要做好的就是踏踏实实做好自己手头的业务，少给政府添乱。(生物谷Bioon.com）