基因新闻 第94页

我国现存最早的中医医药典籍《本草经》记载：“神农尝百草，日遇七十二毒，得荼（茶）而解之。”这说明了茶的神奇功效。茶树起源于我国的云南、四川等地，在从中国向世界各地数千年漫长传播历程里，与全球多元文化邂逅交融，发展形成了今天地球上复杂而美妙的茶文化。茶之所以广受欢迎，除了有迷人的香气和令人愉悦的滋味，还因为茶叶中含有许多对人们健康有益的特征性成分，诸如多酚、茶氨酸、咖啡因、维生素、芳香油和矿物质等。

一直以来，业内对于茶叶的香气、风味和品质之间的关系，以及茶树为什么可以在全球扩散并种植等问题，认为需要通过基因组学策略来研究。耗时7年，中国科学院昆明植物研究所研究员高立志带领的团队于2017年首次成功破译了茶树基因组。

日前，高立志在接受《中国科学报》记者采访时表示：“如果说化石可以帮我们找到山茶属植物最早起源与演化的证据，那么基因组测序可以探究茶的生物学奥密。”

立志破译茶树基因

如今，茶树被种植在全球超过380万公顷的土地上。来自国际茶树委员会的数据显示，2016年，全球茶叶产量546.3万吨，其中，中国产茶量235万吨。高立志说：“茶叶不仅在中国而且在世界范围内具有巨大的经济、医药、科研和文化价值。”

然而，在世界三大饮料植物中，咖啡和可可的基因组相继被欧美国家完成了测序，唯独茶树基因组迟迟未被破译。

2006年，高立志从美国回到云南，加盟依托于中科院昆明植物所的中国西南野生生物种质资源库。回国后他做的第一件大事就是购买了我国第一台二代高通量测序仪Solexa GA II，随后他带领团队在国际上首次破译了稻属植物5个物种全基因组。

有了水稻基因组测序的项目经验，2010年，高立志带领植物种质资源、基因组学与生物信息学研究团队，首次在国际上启动了茶树基因组计划。

茶树基因为何难测

高立志团队联合华南农业大学、云南农业大学、广东省农业科学研究院、辽宁师范大学、云南省茶叶科学研究所、金华国际山茶园、华中农业大学和华盛顿大学等单位的相关研究团队，率先在国际上完成了栽培茶树大叶茶变种国家级良种云抗10号核基因组的测序和组装，获得了约30.2亿碱基对的高质量基因组参考序列，注释得到36951个蛋白编码基因。

深入研究后团队发现，茶树基因组庞大的原因居然是长末端重复序列反转录转座子家族。在过去5000万年以来，茶树基因组中长末端重复序列反转录转座子家族经历了多次特别是近期的大量爆发，它们长期而缓慢地扩增，却又缺少有效的DNA删除机制，导致茶树基因组变得十分庞大。

高立志指出：“现在的茶树基因组跟人类基因组差不多大，咖啡基因组大小仅为它的四分之一，而水稻和可可的基因组大小只有它的八分之一左右。”

茶树为什么如此复杂，使得基因组测序很困难？因为茶树是一种高度自交不亲和的异交植物。高立志举了一个形象的例子：“茶树的花粉落到自己的株头上很难成功授粉，这使得几乎每个茶树个体都是杂种，新个体产生时候只知道自己的茶树妈妈是谁，不知道爸爸是谁。”

茶树这样基因组高度杂合的特点，显然给开展基因组测序带来了很大的麻烦。高立志团队发现，茶树基因组杂合度高达2％；重复序列含量极高，约占整个基因组的80.9%。高立志将测序工作简单地描述为以下几步：先将一条很长的DNA链剪成一个个小段，接着用二代高通量测序仪测序，最后也是最重要的一步是拼接还原。杂合度高、重复序列含量也高的基因组，不仅组装复原困难，而且非常容易出错。

最后一步组装工作极其困难，高立志团队花了4～5年时间才完成，最终攻克了茶树这样高杂合、高重复和基因组庞大的植物基因组测序的难题。

为何只有茶组植物适合制茶

茶树所在的山茶属植物多达119种，一个重要却长期困惑人们的问题是，为什么只是茶组植物的叶子适合制茶，而非茶组植物，比如人们熟知的茶花和油茶等的叶片不能作为茶饮。

为此，高立志带领团队对大多数茶组植物和非茶组的代表植物进行了植物化学成分的比较分析，发现茶树和其他的茶组植物富含茶多酚和咖啡因，从而区别于非茶组物种。

研究还发现，茶树近期曾经发生过一次全基因组重复事件，加上大量的特异基因家族的扩增，导致茶树基因组里与茶叶的香气、风味与品质密切相关的基因显着地扩增了，扩增的结果是不仅促进茶树适应全球多样化环境，还通过优胜劣汰的自然选择促进了茶树抗病基因家族的增长，使其成为世界性饮料植物。

高立志总结道，山茶属中第一个基因组的获得，不仅可以了解山茶属植物基因组与基因的进化规律，还促进了世界四大木本油料植物之一的油茶、世界十大名花山茶花和被誉为“植物大熊猫”的金花茶的遗传育种。

通过与不同团队的合作交流，高立志已成为一位茶学专家，并在研究中进一步证实野生茶跟栽培茶树风味不一样的遗传基础。茶树野生近缘物种因蕴藏着丰富的优异新基因，有望开拓新的茶叶市场，使中国的茶文化在国家的“一带一路”倡议中再次走向世界。(生物谷Bioon.com）

猕猴桃因其丰富的营养价值和独特的风味而成为重要的全球性新兴水果。随着我国及世界猕猴桃产业的发展，如何快速高效地创制优异特色新种质并培育新品种，成为制约产业发展的关键。目前，基于成簇规律间隔短回文重复序列/成簇规律间隔短回文重复序列关联蛋白（clustered regularly interspaced short palindromic repeats/CRISPR-associated proteins，CRISPR/Cas）系统发展起来的CRISPR/Cas9基因组编辑技术已成为作物遗传改良和基因功能研究的重要工具，但该系统的工作效率在不同的物种中存在较大的差异。在猕猴桃中，目前还没有成熟可用的基因组编辑系统。

近日，中国科学院华南植物园博士研究生汪祖鹏在研究员黄宏文、副研究员刘义飞的指导下，经过前期研究基础，建立了一种新的快速高效的成对sgRNA的Cas9双元表达载体的构建策略，由此产生了包含4个靶向猕猴桃八氢番茄红素脱氢酶基因（AcPDS）的sgRNA成对sgRNA/Cas9载体。与先前的成对sgRNA克隆方法相比，该策略仅需要合成两种含sgRNA的引物，大幅降低了成本。研究者进一步比较了两种不同的sgRNA表达盒类型——多顺反子tRNA-sgRNA体系(PTG)和传统CRISPR表达盒，在猕猴桃中的基因编辑效率。结果表明，在猕猴桃中PTG/Cas9系统的靶标突变效率相比传统的CRISPR/Cas9系统高出近10倍。该研究还发现，两种系统均能成功地诱导由G418抗性愈伤组织再生的猕猴桃幼苗白化表型。该研究首次在猕猴桃中建立了多重高效的PTG/Cas9基因组编辑系统，相关研究结果为在其他植物或作物中进行基因组编辑效率的优化提供了借鉴。

相关研究成果发表在植物生物技术领域期刊Plant Biotechnology Journal上。该研究得到了国家自然科学基金、中科院科技服务网络计划项目（STS）等项目的资助。(生物谷Bioon.com）

2018年1月31日/生物谷BIOON/—多年来，科学家们利用一种强大的被称作CRISPR的基因组编辑工具在人类胚胎上开展实验，以便观察他们是否能够校正基因突变或降低疾病风险。2017年9月，英国弗朗西斯克里克研究所的Kathy Niakan和同事们报道了他们在人类胚胎上使用了这种工具，目的是为了更好地理解人体发育[1]。

利用CRISPR对人类胚胎进行修饰引发了一场关于人类基因技术伦理的健康争论。这种工具存在争议的部分原因在于对胚胎造成的变化能够遗传给后代。Niakan近期的这项研究是新颖的，而且并不如一些其他的基因组编辑研究那样充满较多的争论。

世界各地的研究实验室正在利用CRISPR选择性地插入、删除或替换DNA，其精准度要比其他的基因组编辑技术更高，但成本低得多。自从2015年以来，已有5篇报道详细描述了利用它校正人类胚胎中的致命性突变或者对传染病产生抵抗力。

科学家们已对导致β-地中海贫血症（一种遗传性的血液疾病）[2]、蚕豆病（一种因食用蚕豆而产生的溶血性贫血）[3]和一种心脏病[4]的基因进行了修饰。另一项实验为了阻止HIV感染，利用CRISPR让蛋白CCR5发生突变[5]。

一种显著的不同

Niakan领导的这项研究具有一个截然不同的目标。它利用CRISPR靶向OCT4基因来观察人类胚胎发育的早期阶段，其中这种基因在形成胚胎的细胞中是有活性的。

Niakan的直接目标是更好地理解人体发育的早期阶段。但是她的研究最终可能有助揭示出为什么一些人会流产，并且可能提高体外受精的成功率。

全球针对修改人类胚胎的伦理问题的讨论主要集中在这种技术是否可能是不安全的，或者用于非医学目的。Niakan近期的这项研究也揭露了这场争论的其他方面。科学家们如何获得他们在研究中使用的胚胎？他们的项目是如何获得批准的？

到目前为止，这些类型的实验已在中国、英国和美国完成。由于在中国完成的实验仅公布有限的数据，所以将这项讨论集中在美国和英国开展的实验上是有意义的。

谁在冒险—为什么?

2017年早些时候，美国俄勒冈健康与科学大学生殖生物学家Shoukhrat Mitalipov和他的同事们在人类胚胎中利用CRISPR修复人胚胎中的一种导致心脏病的突变。从伦理学的角度来看，Mitalipov的研究比Niakan的更有争议。他的实验的目的是让人胚胎发生改变，而且这些改变可能能够传递给后代。另一方面，Niakan的研究的目的是提高我们对人类胚胎学的理解。

为了开展这些实验，Mitalipov团队不得不利用捐赠的卵子和精子培育出人类胚胎。相比之下，Niakan团队使用了不孕治疗中遗留下来的胚胎。这是一个重要的区别。

对Mitalipov的研究而言，捐赠卵子用于研究的女性面临着与激素刺激和卵子获取相关的风险。这些风险包括腹痛、呕吐、体重快速增加、气短和靠近卵巢的器官遭受损伤。一种特别严重的风险是可能需要住院的卵巢过度刺激综合征（ovarian hyperstimulation syndrome）。

对Niakan的研究而言，女性要承担与她们的IVF治疗相关的风险，这些风险与她们参与研究不相关。这些女性权衡激素刺激和卵子获取的潜在危害和利用人工辅助生殖生孩子的潜在好处。她们将在生育治疗后剩余的胚胎捐赠用于研究。

展望未来

这些研究是如何被批准的也值得研究。在准许Mitalipov开展他的实验之前，来自俄勒冈健康与科学大学的几个委员会、专家组和审查委员会提供了意见和指导。俄勒冈健康与科学大学是Mitalipov所在的研究机构。这引起了机构利益冲突的幽灵，这是因为如果Mitalipov的研究吸引更多的研究经费或者提高俄勒冈健康与科学大学的声誉，这所大学也会从中受益。

在英国，对人类胚胎研究的管理和监督权在于受到法律管制的官员手中，并且与开展研究的学术机构保持距离。在英国，人类胚胎研究的伦理审查发生在国家和地区层面。在Niakan开展她的研究之前，英国人类受精与胚胎管理局（Human Fertilisation and Embryology Authority）和地区研究伦理委员会审查了Niakan的请求[6]。

随着人类胚胎的基因组编辑变得越来越普遍，了解一个项目与下一个项目之间的差异是非常重要的，这样我们就能够有意义地讨论与这种研究相关的伦理、社会、政治和监管问题。（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

1.Genome editing reveals a role for OCT4 in human embryogenesis.Nature, doi:10.1038/nature24033

2.CRISPR/Cas9-mediated gene editing in human tripronuclear zygotes. Protein & Cell, doi:10.1007/s13238-015-0153-5

3.CRISPR/Cas9-mediated gene editing in human zygotes using Cas9 protein. Molecular Genetics and Genomics, doi:10.1007/s00438-017-1299-z

4.Correction of a pathogenic gene mutation in human embryos. Nature, doi:10.1038/nature23305

5.Introducing precise genetic modifications into human 3PN embryos by CRISPR/Cas-mediated genome editing. Journal of Assisted Reproduction and Genetics, doi:10.1007/s10815-016-0710-8

6.HFEA approval for new “gene editing” techniques

7.Genome editing of human embryos broadens ethics discussions

2018年2月9日 讯 /基因宝jiyinbao.com/ –2016年，一名叫做Leland Dunwoodie的本科生跟自己的实验室导师申请做一些”与人相关的”研究，但当时的他可能无法想到自己未来将会发现22个与神经胶质瘤有关的风险基因。相关结果发表在最近一期的《Oncotarget》杂志上。

“与其它肿瘤类似，神经胶质瘤的发生是由一系列遗传以及表观遗传因子共同影响的”， Dunwoodie说道：”如果能够找到一个关键的调控元件的话，我们一定会设计相关的药物，以拯救数以百万计的患者”。

然而，神经胶质瘤的复杂性使得Dunwoodie 所在的Feltus’教授实验室不得不投入全部精力研究。Feltus教授的研究方向是系统遗传学，即利用计算机以及数学的手段对生物系统进行分析，包括基因以及调节通路。

在这一研究中，Dunwoodie首先收集了TCGA以及NCBI的数据库中的相关数据。从TCGA中，Dunwoodie收集了2000多份肿瘤的基因表达数据，每一份都详细介绍了基因水平肿瘤细胞与正常细胞的差异。肿瘤的类型包括膀胱癌、卵巢癌、胸腺癌、良性胶质瘤以及恶性胶质瘤物种。

这2000多份数据总共囊括了75000个基因，作者将其整理为基因表达矩阵（GEM），这个表能够对每一种组织中每一个基因的表达进行定量。此外，作者根据从NCBI获得的数据整理了另外一个独立的表格，包括210000种不同的基因。

利用计算机程序，作者分析得到了基因的协同表达网络，这一图谱能够揭示基因之间的相互作用。

“从这些数据中，我们总共鉴定出了22个存在协同表达特性的基因。由于我们得到的仅仅是相关性的结果，因此难以说明他们一定存在生物学上的因果联系，更有可能的是这些基因会受到同一上游信号的调节”

此外，由于这些基因的协同表达特性在神经胶质瘤中相对更加明显，因此作者认为这些基因可能是揭示肿瘤发生以及设计相关药物的潜在靶点。（生物谷Bioon.com）

资讯出处：Undergraduate student uncovers genes associated with aggressive form of brain cancer

2018年2月23日 讯 /生物谷BIOON/ –机体中每个细胞都有着相同的DNA和基因，因此细胞的特性和功能常常是由进行表达的基因来决定的，这也就是为何理解基因增强子的功能非常重要的原因了，基因增强子是一种短的非编码DNA序列，其能够调节特殊基因的表达。

所有的基因增强子与其所控制的基因并不是一对一的关系，相反，增强子的数量远比基因要多，而且其之间的关系研究人员并不清楚；那么在既定的组织中是否存在许多增强子能够调节给定基因的表达，从而能够提供冗余呢？来自美国加利福尼亚州劳伦斯伯克利国家实验室（Lawrence Berkeley National Laboratory，Califonia）的研究人员就对此进行了调查，研究人员在两项研究中阐述了增强子对机体发育的重要性。

文章中，研究人员关于增强子的角色回答了一系列问题，通过更好地将有机体的基因组与其所表达的特征相联系起来，这项研究就为研究人员深入理解系统生物学提供了新的见解。

完美的保护

发表在Cell杂志上的一篇研究报告中，研究人员对含有超保守元件的增强子进行了调查，这些增强子至少含有200个碱基对，而且和人类、小鼠及大鼠基因组是完全相同的。由于这些哺乳动物有着共同的祖先，因此这些超保守元件已经被完美地保存了至少8000万年。瓷碗研究人员分别剔除了小鼠基因组中的四个超保守大脑增强子，结果发现这四个小鼠品系均能繁殖生育，这就震惊了从事基因组学和进化生物学研究的团体，他们认为这些增强子对于机体生命至关重要，因为其保存地非常完美。

研究者Diane Dickel说道，在我们随后的研究中，我们想要深入研究来检测两种可能性的解释，首先就是这些增强子序列之间出现的一些冗余现象，失去其中两种增强子就会使得小鼠丧失生育能力；其次，或许小鼠本身就有问题，当然了，这就更加有意思了。这项研究中，研究人员利用基因编辑工具CRISPR-Cas9来深入调查Arx基因附近的增强子，当其缺失时就会使小鼠和人类出现神经和性发育障碍；研究人员重点对Arx进行了研究，因为该基因附近通常含有较长的超保守位点。

研究人员敲除了四个Arx大脑增强子，这些增强子常常会在前脑的顶部或底部成对表现出活性，但这些增强子被单独剔除后，所有小鼠都具有繁育能力，这也就表明，在一个特定的世代内，超保守增强子或许对于生命并不是必不可少的，当研究人员成对剔除相似活性的增强子时，小鼠仍然具有活力和繁殖能力，这就能够排除冗余作为个别超保守增强子发生缺陷的主要解释了。

那么到底有没有更加细微的大脑缺陷呢？为了回答这个问题，研究人员同加州大学旧金山分校的研究人员开展合作，旧金山的研究人员能够进行深度的神经表型研究。在四个仅携带一个增强子缺陷的个体中，研究人员在3个个体机体中发现了异常，要么是总体生长异常，要么就是大脑发育异常，在其中一个个体中，研究人员发现小鼠的海马体出现了严重的结构缺陷，在另一个个体中，小鼠大脑中胆碱能神经元的数量相对较少。

研究者指出，这些小鼠大脑的改变是否会让我们联想到人类群体中出现的癫痫发作或痴呆呢？尽管研究人员并不知道是否这些问题会影响小鼠的大脑，但他们所发现的生理学变化很有可能是在野外都被选择的，这就是为何你会在这些地方保持高水平保护状态的原因了。

保护性冗余（protective redundancy）

由于人类和小鼠的基因组中仅存在数百个超保守的位点，同时还有将近10万个其它不太保守的增强子，剔除单一超保守增强子后所观察到的缺陷或许会提出一些问题，即是否剔除不太保守的增强子也会出现类似的问题，那么这些缺陷到底属于异常还是规则之内的呢？在另外一项研究中，研究人员Marco Osterwalder等人重点对促进四肢发育的增强子进行了研究，这些增强子能被靶向作用，因为研究人员很容易就能对四肢进行评估，而并不像神经学表型一样。

发表在国际杂志Nature上的研究报告中，研究人员剔除了对四肢发育非常重要的基因附近的10个四肢增强子，研究人员期望看到一些异常表现，结果发现所有的小鼠品系均完美地表现出了正常的四肢形态。然而，他们还观察到，携带两个增强子的一些基因似乎在四肢发育期间仍然会表现出活性，当研究者敲除成对的四肢增强子时，他们发现四肢骨骼的长度会出现一些差异，也就是说，这些增强子的功能或许是多余的，研究者解释道，这就好像飞行员和副驾驶员在驾驶舱里都有多余的控制杆一样，任何一个人都可以控制飞机，但如果他们都不操作控制杆的话或许就有麻烦了。

为了确定拥有这种调节性的备份系统是否普遍的，研究人员对来自多个不同组织的基因组数据进行了分析，结果发现，胚胎发育的中心控制过程通常会配备可能多余的增强子，在1000多个极端事件中，研究人员发现具有相似活性模式的五个或多个增强子集合或许控制着相同基因的表达。尽管存在一定的冗余性，这些增强子在进化上也具有一定的保守性，于是研究人员就推测，干扰这些增强子或许在野外就会造成适合度的某种降低，即使这种现象在实验室中不容易被发现。

研究者Pennacchio表示，我们并不是说这些增强子是多余的，相反有一种特殊的机制能够防止对某一代有机体产生有害的影响，而自然选择发生在好几代身上。上述研究阐明了增强子冗余性带来的不同重要性，基因组是一个很大的“地方”，我们很难将基因组的每一个位点都纳入到一个特定的基因调节模式中，某些位点或许相比其它位点而言本身就显得更加多余一些。

广泛的应用

生物系统性的科学研究解决了诸如此类复杂的问题，而且这些研究结果也能用来帮助理解遗传干扰对群体遗传和机体表现特征所产生的效应；研究人员非常感兴趣研究确定是否增强子的突变会诱发多种人类疾病，如今对人类全基因组进行测序已经成为现实，因此研究人员希望后期能通过更为深入的研究来阐明人类机体的突变如何影响健康。（生物谷Bioon.com）

参考资料：

【1】Gene enhancers important despite apparent redundancy

【2】Enhancer redundancy provides phenotypic robustness in mammalian development

Nature    doi：10.1038/nature25461

【3】Ultraconserved Enhancers Are Required for Normal Development

Cell    doi：10.1016/j.cell.2017.12.017

【4】Deletion of Ultraconserved Elements Yields Viable Mice

PLoS Biology     doi：10.1371/journal.pbio.0050234

近日，专注于基因治疗的公司MeiraGTx宣布，欧洲药品管理局（EMA）已授予其基因治疗候选产品A002优先药品（PRIME）资格，用于治疗因CNGB3基因突变而导致全色盲的患者（ACHM） 。值得一提的是，该药物刚刚获得美国FDA颁发的罕见儿科疾病药物（Rare Pediatric Disease）资格，用于治疗ACHM，并从FDA和EMA获得孤儿药资格。

色盲症（ACHM）是一种严重的遗传性视网膜疾病，其特征在于从出生就表现出的视敏度显着降低、极端光敏感性、眼球震颤和没有色差。色盲症是遗传异质性的，具有CNGB3和CNGA3突变的患者占70-80%。到目前为止，还没有有效的治疗方法用于该疾病，这一患者群体还存在巨大的未满足需求。

MeiraGTx研发的A002是一款在研腺相关病毒（AAV）基因疗法，可以在锥形蛋白（CAR）启动子控制下将密码子优化的CNGB3 cDNA递送至眼后面的光感受器。A002通过视网膜下注射递送以覆盖视网膜的中心区域，包括大部分视锥细胞所在的中心凹。MeiraGTx已经在1/2期研究中对8名CNGB3患者完成用药，目前正在对第三个剂量递增队列中的患者进行治疗。

此次EMA对A002颁布PRIME资格是基于非临床体内数据和一项正在进行的1/2期剂量递增研究的早期临床安全性数据。

“收到这个重要的认定后，我们很高兴能够开始与EMA紧密合作，以加速A002成为潜在的治疗选择，治疗这种具有挑战且痛苦的疾病，”MeiraGTx总裁兼首席执行官 Zandy Forbes博士说：“本月早些时候刚刚获得美国FDA的罕见儿科疾病药物资格，我们非常满意ACHM计划的势头，以及监管机构对其帮助那些需要有效治疗的患者的潜力的认可。”

我们祝愿这款新药在欧洲的上市之路顺利，尽快为色盲症患者带来有效的治疗方法(生物谷Bioon.com）

2018年3月14日讯 /基因宝jiyinbao.com /——骨骼肌再生的能力非常强，而许多骨胳肌疾病导致这种再生能力丧失。为了研究骨骼肌生长和再生的机理，来自布莱根妇女医院（BWH）的研究人员使用化学突变剂不断处理斑马鱼，用于筛查骨骼肌结构缺陷的幼体。通过基因测绘，研究人员发现DDX27突变的斑马鱼幼体肌肉生长减弱，再生能力受损。他们的结果发表在《PLOS Genetics》上。

图片来源：Vandana Gupta, Brigham and Women’s Hospital

“迄今为止开发治疗骨胳肌疾病的有效疗法的一个主要障碍就是我们还不清楚促进骨骼肌生长和再生的生物学机制。”该研究通讯作者、BWH遗传学系的Vandana Gupta博士说道。“我们的研究是最早探索控制肌肉中蛋白质合成过程的研究之一，这对于开发针对骨骼肌疾病的有效疗法很重要。”

肌肉缺失是一系列疾病常见的衰弱特征，会导致肌肉功能减退，增加发病率和死亡率。骨骼肌质量的维持依赖于蛋白质合成和降解之间的动态平衡。一系列疾病（包括肌病、肌肉萎缩、癌症、败血症和慢性肾病）都会扰乱这个平衡，导致蛋白质合成下降。

研究人员发现DDX27参与肌肉的核糖体生成以及蛋白质合成。缺失DDX27可以扰乱对肌肉功能至关重要的蛋白质的生成与调节，从而影响骨骼肌功能。展望未来，研究人员希望进一步探索其中的机理，以找到不同疾病状态下被影响的蛋白质种类，并开发出靶向DDX27调节通路的方法以恢复骨骼肌疾病患者的肌肉生长及再生。

“如果我们可以促进骨骼肌疾病患者的肌肉生长，那么我们就可以恢复肌肉强度和运动能力，并降低发病率。”Gupta说道。“我们的研究仅仅是开发针对肌肉疾病的再生疗法的开始，这将对大部分病人产生重要影响。”（生物谷Bioon.com）

参考资料：

Alexis H Bennett et al. “RNA helicase, DDX27 regulates skeletal muscle growth and regeneration by modulation of translational processes” PLOS Genetics DOI: doi.org/10.1101/125484

今日，《科学》杂志上刊发了一项重量级研究：来自Salk研究所的团队发现，缺乏母爱的小鼠其基因组会出现明显改变，且这种改变集中在影响情感和记忆的海马体中。这一发现支持了“童年环境会影响人类大脑发育”的观点。

什么？出生后的动物还会出现基因组的明显改变？Salk研究所的过渡所长，该研究的通讯作者Rusty Gage教授给出了肯定的答案：“教科书上说DNA是稳定不变的，它造就了我们。但实际上，DNA要动态得多。你细胞内的一些基因能够自我复制，并且到处移动。换句话说，你的DNA在一定程度上的确会变化。”

这一现象在大脑中尤其常见。十多年前，科学家们就发现大脑的神经元之间存在DNA序列的微小差异，这背后的部分原因在于“跳跃基因”——这些DNA序列能从基因组的一个位点跑到另一个位点，给神经元的遗传信息带来多样性。Gage教授正是这一领域的专家。2005年，他的团队发现一种叫做L1的跳跃基因可以在发育中的神经细胞里“跳来跳去”，造成影响。

这究竟是自发的随机现象，还是会受到外界的影响？为了回答这个问题，研究人员们决定将生命早期的一大环境因素——母爱纳入考量。在实验中，刚出生的小鼠先与它们的母亲共度2周时光，好让研究人员对母亲的舔舐和梳毛行为进行量化。随后，这些小鼠又被分为两组，一组接受的舔舐和梳毛行为较多，另一组则较少。研究发现了一个有趣的现象：那些得到母亲关注较少的小鼠，其影响情感和记忆的海马体神经元中，L1基因的拷贝数有显着上升，大脑神经元的遗传多样性因此也更多样。

研究人员们排除了单纯由遗传造成的影响：他们比较了母亲与后代的L1拷贝数，发现这一现象并不是简单来自遗传。此外，它们也分析了来自后代额叶皮层和心脏的组织，发现L1的拷贝数并没有出现类似的改变。这进一步表明这些变化是由后天环境所引起的。

也许是由于结果太具有颠覆性，谨慎的研究人员们又做了另一项实验来确认他们的发现：他们让那些缺乏母爱的小鼠去抚养有母爱的小鼠生下的后代，也让那些有母爱的小鼠去抚养缺乏母爱小鼠产下的后代。研究再一次表明，海马体中的L1拷贝数只和小鼠出生后得到的母爱多少有关，和它们的亲生母亲无关。

从机理上看，缺乏母爱的小鼠，其L1基因的甲基化水平有明显下降，这或许增加了其自我复制和跳跃的能力。在其他已知的跳跃基因上，甲基化水平并没有出现明显变化。研究人员们猜测，母亲对后代的关爱越少，小鼠的压力就越大，这些压力会特异性地影响L1基因的甲基化，让它们在海马体神经元细胞里不断复制并频繁跳跃。

“之前一些研究表明，得不到足够关爱的孩子在DNA的甲基化上会展现出不同，本研究的结果是一致的，” Gage教授补充说：“如果我们理解了机制，就可以开发出干预的策略。”

遗憾的是，我们目前尚不清楚这种变化会给动物的行为带来怎样的影响，研究人员们也计划在未来阐明这个问题，并期望新发现能让我们理解童年所受的心理创伤是否会带来抑郁或精神分裂等疾病。在等待研究人员做出新成果的同时，如果我们身边有新晋的母亲，还请不要忘记提醒她们对自己的宝宝多一点关爱。(生物谷Bioon.com）

镰刀细胞贫血症（sickle cell anemia）和β-地中海贫血（β-thalassemia）都是由于编码成人血红蛋白β亚基的HBB基因上出现突变而导致的遗传性贫血症。这些疾病患者可能终生需要接受输血或者其它疗法的治疗。已有研究表明，在成人中重新表达胎儿血红蛋白可以起到缓解贫血症状的作用。但是编码胎儿血红蛋白的基因在胎儿出生之后就停止表达了。日前，在《Nature Genetics》上发表的最新研究中，新南威尔士大学（University of New South Wales， UNSW）的研究人员使用CRISPR基因编辑技术在编码胎儿血红蛋白的基因中加入自然界中存在的罕见基因突变，从而使这些基因能够在成人患者身上表达。这一发现有可能产生治疗因为HBB基因突变导致的多项血液疾病的基因疗法。

镰刀细胞贫血症或β-地中海贫血患者体内的血红蛋白因为HBB基因上的突变而无法正常行使携带氧气的功能。但是少部分患者体内编码胎儿血红蛋白的基因上携带着自然发生的基因突变。这些基因突变让原本在出生后就停止表达的胎儿血红蛋白在成人阶段仍然能够持续表达，从而缓解贫血症状。当研究人员使用CRISPR/Cas9基因编辑技术将这些自然界中出现的基因突变加入到表达胎儿血红蛋白的基因上后，他们发现经过基因编辑的胎儿血红蛋白基因在血红细胞中的表达量显着提高。

进一步研究发现，名为BCL11A和ZBTB7A的基因编码的蛋白能够直接与编码胎儿血红蛋白的基因的启动子区域结合，从而抑制胎儿血红蛋白的表达。而那些让胎儿血红蛋白持续表达的基因突变会破坏BCL11A和ZBTB7A蛋白与启动子区域的结合，从而解除对胎儿血红蛋白表达的抑制。

“在过去的50年里，科学家们一直在努力寻找胎儿血红蛋白基因被关闭的原因，从而开发出重新启动这些基因的方法，”这项研究的负责人、UNSW生物技术和生物分子科学学院的Merlin Crossley教授说：“我们的研究解开了这个秘密。”

“我们的创新手法可以说是‘有机基因疗法’的先驱，”Crossley博士补充说：“之所以说它有机是因为我们没有向细胞中引入任何新的DNA，我们只是通过基因工程，引入了在自然界中已经存在能够改善患者症状的良性突变。”

“我们预计它应该是一种安全而且有效的疗法，而且可以用于治疗包括地中海贫血和镰刀细胞贫血症在内的一系列常见遗传血液病。”

基于使用CRISPR基因编辑技术提高胎儿血红蛋白表达量的基因疗法已经进入临床阶段，去年12月，CRISPR Therapeutics公司已经向FDA递交了使用CTX001治疗β-地中海贫血的临床试验申请。CTX001疗法收集患者的血红细胞，利用CRISPR基因编辑技术提高胎儿血红蛋白的表达，然后将这些经过基因工程改良的血红细胞注回患者体内达到治疗效果。检测CTX001疗法安全性和疗效的临床1/2期试验将在今年开始。(生物谷Bioon.com）

2018年4月16日 讯 /生物谷BIOON/ –近日，一项刊登在国际杂志JAMA Cardiology上题为“Association of Cardiomyopathy With MYBPC3 D389V and MYBPC3Δ25bpIntronic Deletion in South Asian Descendants”的研究报告中，来自瑞典卡罗琳学院的研究人员通过研究在南亚人群机体中鉴别出了一种新型的基因突变，与相同基因的一种突变相结合后能够增加人们患心肌病和心力衰竭的风险，相关研究有望帮助研究人员开发治疗心脏疾病的新型疗法。

图片来源：medicalxpress.com

大约有4%的南亚人（约1亿人）机体中的携带有突变的MYBPC3基因，该基因的剔除与人们患不同程度的心肌病和心力衰竭的风险增加直接相关，这项研究中，研究人员就希望能通过研究来阐明是否还有额外的基因突变会增加人们患上述疾病的风险。

通过对居住在美国的南亚人口进行分析，研究人员发现，大约10%携带MYBPC3基因功能被剔除的人群或许还存在额外的MYBPC3的突变，这两种突变的组合常常和临床中研究人员的发现一样，即会增加人们患心脏病的风险，相关研究结果对于后期研究人员开发个体化护理及治疗的疗法非常关键。

100万人口

研究者Ralph Knoll表示，我们的研究结果表明，全球大约有1000万人都携带有这种新型的基因突变，而且该突变很有可能会驱动MYBPC3基因功能缺失的患者机体表现出最初的心力衰竭的表型。研究人员希望能够利用靶向作用MYBPC3基因突变的靶向性药物疗法能够使得这些亚群患者获益。

后期研究人员还会基于本文研究结果继续深入研究，他们希望未来能够开发出有效治疗多种心脏疾病患者的新型疗法，包括心肌病和心力衰竭等。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

Shiv Kumar Viswanathan, PhD1,2; Megan J. Puckelwartz, PhD3; Ashish Mehta, PhD4,5,6; et al. Association of Cardiomyopathy With MYBPC3 D389V and MYBPC3Δ25bpIntronic Deletion in South Asian Descendants. JAMA Cardiology (2018). DOI: 10.1001/jamacardio.2018.0618