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Nature子刊报道中国科学家发现一水稻变异基因 可增产15%

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Nature子刊报道中国科学家发现一水稻变异基因 可增产15%

作为地球上最为重要的粮食作物之一,水稻的产量直接关系到地球近一半人口的温饱,不断增加水稻产量一直是很多农业科学家毕生的追求。

日前,中国科学家发现水稻的穗发育基因(FRIZZY PANICLE,FZP)在自然界中发生变异,可显着增加水稻每穗的粒数和轻微降低每粒的粒重,使水稻产量增加15%。

北京时间10月31日00:00,上述研究论文在国际学术期刊《自然》(nature)的子刊《自然·植物》(nature plants)在线发表。该研究来自华中农业大学生命科学技术学院教授邢永忠的研究小组。

邢永忠在接受澎湃新闻(www.thepaper.cn)采访时表示,水稻的穗发育基因(FRIZZY PANICLE,FZP)具有阻止腋芽分生组织形成并建立花分生组织的作用,水稻的产量和其密切相关。

邢永忠称,FZP是一个很重要的发育基因,其编码蛋白是不能改变的,若改变则水稻就无法结种。但是,可以通过控制FZP的表达量来控制水稻的产量。FZP的功能强,水稻粒子就变大,粒子数变少;FZP功能弱,水稻粒子就变小,粒子数就变多。

邢永忠称,每穗粒数、穗数和千粒重三个因素决定了水稻单亩产量,但是增加每穗粒数是增加产量的最有效途径。FZP的表达量变化恰好同时调控每穗粒数和千粒重的变化,如何优化FZP的表达量从而使二者关系最优化,从而使水稻产量最大化,是需要进一步研究的。

邢永忠研究小组就利用粒形差异显着的亲本川7和豪博卡构建的群体通过图位克隆(Map – based cloning,又称定位克隆),在亲本川7的FZP上游5.3kb处,发现一个18bp片段的转录沉默子发生复制,造成拷贝数变异(Copy number variation,CNV),名为CNV-18bp,使得亲本川7里有两个18bp片段串联在一起。

拷贝数(copy number)是指某基因在某一生物的基因组中的个数,单拷贝就是该基因在该生物基因组中只有一个,多则指有多个。拷贝数变异(Copy number variation,CNV)是由基因组发生重排而导致的,一般指长度为1kb以上的基因组大片段的拷贝数增加或者减少。

进一步的研究发现,转录抑制子OsBZR1结合CNV-18bp中的CGTG基因序列,从而抑制了FZP的表达。这种有两个18bp片段的FZP表达量比单个拷贝的要低,使得穗分枝时间更长,产生更多的种子,种子略微变小。该团队通过研究发现,有两个18bp片段的水稻千粒重大概减少了10%左右,每穗粒数增加40%-50%,穗数并无显着性差异,但水稻产量要比只有一个18bp片段的高15%。

事实上,绝大多数水稻中只有一个18bp片段,邢永忠团队检测了500多份材料发现,只有印度、孟加拉等东南亚地区的少数品种才有两个串联的18bp片段。邢永忠称,这种是在自然界中发生变异的。因此,可以利用分子标记辅助育种,使该优良等位基因在中国高产品种的改良中发挥巨大作用。

邢永忠对此很有信心,其所领导的小组正在利用该优良等位基因,对中国水稻骨干亲本加以改良。(生物谷Bioon.com)

Nat Genet:揭开困扰科学界50年的奥秘 科学家们有望开发出治疗常见血液疾病的新型基因疗法

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2018年4月4日 讯 /生物谷BIOON/ –近日,一项刊登在国际杂志Nature Genetics上的研究报告中,来自澳大利亚新南威尔士大学的研究人员通过研究利用CRISPR基因编辑技术成功将有益的天然突变引入到了血细胞中,从而就能增强血细胞和胎儿血红蛋白的产生,相关研究或能帮助研究人员开发治疗镰状细胞贫血和其它血液障碍的新型疗法。

Nat Genet:揭开困扰科学界50年的奥秘 科学家们有望开发出治疗常见血液疾病的新型基因疗法

图片来源:UNSW

这项研究中,研究人员解开了困扰科学家们50年的秘密,即一小部分人群机体中所携带的特殊突变如何运作来改变人类机体基因的表达。研究者Crossley说道,这种有益的突变是有机的,其不会向细胞中引入新的DNA,这种良性的突变对多种血液疾病患者是非常有益的。地中海贫血或镰状细胞贫血的患者机体的血红蛋白常常会出现缺陷,这种关键的分子能够在肺部“拾起”氧气分子并且其运输到机体其它器官组织中,上述疾病患者通常需要终生进行输血或药物治疗。

然而,有些血液障碍患者的疾病症状相对较轻,因为其所携带的突变能够开启产生胎儿血红蛋白的基因的表达,从而就能够补偿受损的成人血红蛋白。胎儿血红蛋白基因的表达在个体出生后就会沉默,研究人员一直想知道该基因的表达是如何被关闭的,通过研究后,研究人员发现了两种名为BCL11A和ZBTB7A的基因,其能够通过直接结合的作用来关闭胎儿血红蛋白的功能,而且研究人员引入的有益突变也能通过干扰这两个基因的结合位点来发挥作用。

这项研究不仅有助于科学家们了解这些基因被调控的分子机制,同时研究人员还能够将研究重点转移到利用CRISPR来靶向作用基因组中的一些精确位点,从而开发出治疗这些遗传性疾病的新型疗法。这项研究中,研究者表示,能够关闭胎儿血红蛋白基因表达的BCL11A基因能够直接与胎儿血红蛋白的基因结合;随后研究人员鉴别出了第二个抑制基因—ZBTB7A。

研究者Lu Yang博士说道,我们设计出了一种新方法,其能首次促进可视化蛋白与胎儿血红蛋白基因相结合,镰状细胞贫血和β地中海贫血是世界上最常见的单基因遗传病,其影响着数百万人的健康,这些疾病在一些疟疾存在的地区尤为流行,比如东南亚、中国南方地区和印度、非洲等。后期研究中,研究人员还将通过更为深入的研究来开发治疗常见血液疾病的多种新型疗法。(生物谷Bioon.com)

原始出处:

Gabriella E. Martyn, Beeke Wienert, Lu Yang, Manan Shah, et al. Natural regulatory mutations elevate the fetal globin gene via disruption of BCL11A or ZBTB7A binding. Nature Genetics (2018) doi:10.1038/s41588-018-0085-0

elife:基因标记能够预测脊柱损伤的预后效果

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2018年10月7日 讯 /基因宝jiyinbao.com/ –根据发表在《eLife》杂志上的一项研究,科学家已经确定了与脊髓损伤严重程度相关的基因特征。这一发现可以为寻找预测脊髓损伤恢复的生物标志物提供信息,并可能确定新的治疗靶标。
到目前为止,仍没有针对脊髓损伤后立即恢复运动和感觉功能的治疗方法。其中一大主要障碍是缺乏对脊髓损伤发生时发生的复杂生物过程的理解。
“我们对脊髓损伤引发的病理生理过程的理解是不完整的,”资深作者Michael Skinnider解释到。
elife:基因标记能够预测脊柱损伤的预后效果
(图片来源:Www.pixabay.com)
该团队首先回顾了过去的实验,找到了与脊髓损伤反应相关的基因。通过搜索500多项研究,他们发现了695种与脊髓损伤反应相关的独特人类基因,其中151种在多项研究中均得到了验证。进一步分析表明,这些基因在生物学功能上相关,即编码的蛋白质存在相互的物理作用。
为了确定这些基因是否真实地反映了脊髓损伤后的功能变化,该团队构建了一个来自健康人脊髓的基因网络,并将这些数据与实验研究中确定的数据相结合。他们发现这些基因在脊髓损伤的反应中非常重要。
他们接下来研究了脊髓损伤后小鼠和大鼠中基因表达情况,以确定这些基因组是否存在显著改变。他们发现包括M3和M7在内的四个基因簇结构被打开,另外两个基因簇被关闭。
在研究的所有基因簇中,M3基因与小鼠和大鼠的损伤严重程度最相关,这表明这些基因可以成为预测损伤严重程度的理想生物标志物。(生物谷Bioon.com)

资讯出处:Gene signature predicts outcome after spinal cord injury


原始出处:Jordan W Squair, Seth Tigchelaar, Kyung-Mee Moon, Jie Liu, Wolfram Tetzlaff, Brian K Kwon, Andrei V Krassioukov, Christopher R West, Leonard J Foster, Michael A Skinnider. Integrated systems analysis reveals conserved gene networks underlying response to spinal cord injury. eLife, 2018; 7 DOI: 10.7554/eLife.39188

Cell:绘制出人基因组自我折叠的四维图谱

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Cell:绘制出人基因组自我折叠的四维图谱
图片来自Cell, doi:10.1016/j.cell.2017.09.026。

2017年10月14日/生物谷BIOON/—在一项新的研究中,来自美国贝勒医学院、莱斯大学、斯坦福大学和布罗德研究所等研究机构的研究人员首次构建出高分辨率的人基因组折叠的四维图谱,这样当它随着时间的推移进行折叠时,就可对它进行追踪。这一发现可能会带来研究遗传疾病的新方法。相关研究结果发表在2017年10月5日的Cell期刊上,论文标题为“Cohesin Loss Eliminates All Loop Domains”。论文通信作者为贝勒医学院基因组结构中心主任Erez Lieberman Aiden博士。论文第一作者为斯坦福大学医学生、Aiden实验室成员Suhas Rao。


建立连接

几十年来,科学家们一直猜测,当人细胞对一种刺激作出反应时,在基因组中相隔很远的DNA序列元件快速地找到彼此,在染色体上形成环状结构。通过在空间上重排这些DNA序列元件,细胞能够改变哪些基因是有活性的。

在2014年,这些研究人员就已证实绘制这些环状结构是可能的。但是他们首次绘制的这些图谱是静态的,而不能够观察这些环状结构发生的变化。仍然不清楚的是,在细胞核拥挤的空间中,DNA序列元件是否足够快地找到彼此,从而控制细胞反应。

Rao说,“在此之前,我们能够绘制基因组在一种特定的状态下如何折叠的图谱,但是静态图谱的问题在于如果没有发生任何变化,就很难弄清楚它是如何发挥作用的。我们当前的方法更像是拍摄电影;当基因组的折叠消失和重新出现时,我们能够观察它们。”


黏连蛋白控制几乎所有的DNA环状结构

为了追踪这种折叠过程,这些研究人员首先破坏黏连蛋白(cohesin),即一种位于几乎所有已知的DNA环状结构周围的环形蛋白复合物。在2015年,他们已提出黏连蛋白通过一种挤压(extrusion)过程在细胞核中产生DNA环状结构。

Aiden博士说,他们在2015年提出的这种模型的一种至关重要的预测是在黏连蛋白不存在时,所有的DNA环状结构应当会消失。在这项新的研究中,Aiden、Rao和同事们对这种预测进行了测试。

Rao说,“我们发现当我们破坏黏连蛋白时,成千上万个DNA环状结构消失了。随后,当我们导入黏连蛋白时,所有的这些DNA环状结构又出现了,通常在几分钟内就完成了。这正是这种挤压模型所预测的那样,而且它提示着黏连蛋白沿着DNA移动的速度在任何已知的人蛋白中是最快的。”


环状结构VS成群序列元件

但是并不是所有的事情都像这些研究人员预期的那样发生。在某些情况下,DNA环状结构发挥的作用与这些研究人员预期的完全相反。

Aiden说,“当我们观察到基因组上的成千上万个DNA环状结构变得更弱时,我们注意到一种有趣的模式。有一些奇怪的DNA环状结构变得更强。随后,当我们导入黏连蛋白时,大多数DNA环状结构重新出现,但是这些异常的DNA环状结构再次做相反的事情:它们消失了。”

通过仔细观察这些图谱如何随着时间的推移发生变化,这些研究人员意识到挤压并不是将相隔远处的DNA序列元件连接在一起的唯一机制。第二种被称作区室化(compartmentalization)的机制并不涉及黏连蛋白。

Rao解释道,“我们观察到的第二种机制与挤压完全不同。挤压倾向于一次将两个DNA序列元件连接在一起,而且仅当它们位于同一条染色体上时。第二种机制能够将大群的序列元件彼此间连接在一起,即便它们位于不同的染色体上,也是如此。它看起来似乎与挤压一样快速。”

论文共同作者、布罗德研究所主任Eric Lander说,“我们正开始理解DNA序列元件在细胞核中连接在一起的规则。鉴于当这些序列元件随着时间的推移发生移动时,我们能够对它们进行追踪,其内在机制正开始变得更加清晰了。”(生物谷 Bioon.com)

参考资料:

Suhas S.P. Rao, Su-Chen Huang, Brian Glenn St Hilaire et al. Cohesin Loss Eliminates All Loop Domains. Cell, 5 October 2017, 171(2):305–320, doi:10.1016/j.cell.2017.09.026

寨卡病毒基因工程疫苗研究取得进展

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寨卡病毒基因工程疫苗研究取得进展
近期,中国科学院上海巴斯德研究所在寨卡病毒基因工程疫苗研究中取得新进展。相关成果Insect cell-produced recombinant protein subunit vaccines protect against Zika virus infection(《昆虫细胞生产的重组蛋白亚单位疫苗能够预防寨卡病毒感染》)于4月19日在国际学术期刊Antiviral Research 在线发表。该项工作主要由黄忠课题组和金侠课题组共同完成,并得到了巴斯德所研究员钟劲和冷启彬的协助支持。
寨卡病毒(Zika Virus, ZIKV)是一种RNA病毒,属于黄病毒科中的黄病毒属,主要通过蚊子传播。近几年来,寨卡病毒在美洲地区爆发流行,感染人数达数百万之多,并且有蔓延到其它地区的趋势。临床分析显示,寨卡病毒感染与新生儿小头症及成人的格林巴列综合症高度相关。动物试验也证明寨卡病毒可感染脑神经组织,导致小头症及其它出生缺陷。因此,寨卡病毒对全球公共健康已经构成了严重威胁。但目前还没有商业化的疫苗来预防寨卡病毒感染。
为了开发寨卡病毒基因工程疫苗,硕士研究生屈攀科等在黄忠和金侠的共同指导下,利用果蝇S2表达系统制备了基于寨卡病毒包膜蛋白(E)的不同长度重组蛋白,进一步在小鼠模型上评价这些重组蛋白疫苗的免疫原性和抗病毒保护效果。研究结果显示,E蛋白的胞外区(称为E80)及其结构域III(称为EDIII)均可在S2系统中高效表达;E80和EDIII疫苗都能在小鼠中诱导抗原特异性的抗体和T细胞免疫应答;在自主研发的寨卡病毒感染小鼠模型中,E80免疫小鼠血清和EDIII免疫小鼠血清都具有显着的抗病毒保护效果。值得指出的是,在相同剂量的情况下,EDIII疫苗所诱导的中和抗体效价比E80疫苗所诱导的中和抗体效价更高,而且能够提供更强的保护作用。以上结果表明,S2细胞来源的EDIII是一个非常有前景的寨卡病毒基因工程疫苗原型,值得开展后续的临床前和临床研发。
该项研究得到了国家重点研发计划、中科院战略性先导科技专项培育项目、中科院国际合作项目、欧盟ZIKAlliance项目等的资助。(生物谷Bioon.com)

Nat Med:科学家鉴别出新型痴呆症风险基因

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2018年12月5日 讯 /生物谷BIOON/ –近日,一项刊登在国际杂志Nature Medicine上的研究报告中,来自加利福尼亚大学的研究人员通过研究鉴别出了参与痴呆症患者神经变性发病的遗传过程,相关研究结果或能帮助研究人员开发新型疗法减缓或抑制疾病的进展。

Nat Med:科学家鉴别出新型痴呆症风险基因

图片来源:UCLA/Geschwind lab

文章中,研究者发现了参与突变的两大类基因,这些基因突变会导致tau蛋白的过量表达,而这是痴呆症患者机体中神经元进行性缺失的标志,尽管本文研究是对痴呆症小鼠模型进行的,但研究人员还进行了额外的试验表明,相同的遗传过程在人类大脑中也会发生。研究人员对一个大型的实验性药物遗传效应数据库进行了搜索,从而确定哪些药物能够改变神经元的缺失或神经变性的发生;在人类细胞培养液中,研究者发现,利用这些分子就能够干预机体的神经变性过程。

研究者Daniel Geschwind教授说道,本文研究是迄今为止相关领域最为全面的一项研究,其鉴别出了机体发生神经变性的根源,并为科学家们提供了新的方向来开发治疗诸如阿尔兹海默病等痴呆症的新型疗法。据美国CDC数据显示,目前在美国有超过500万人群患有阿尔兹海默病或相关的痴呆症,预计到2060年这一数字还会增长近两倍,当前并没有疗法能改变神经变性相关的痴呆症的发生过程。

尽管科学家们鉴别出了痴呆症风险基因,但目前他们并不清楚这些基因如何诱发级联事件,进而导致脑细胞死亡,本文中,研究人员利用系统生物学的方法解开了这一谜题,即利用强大的基因组和分析工具研究人类机体基因组的完整性,同时考虑数千个基因与细胞和其所产生的蛋白质之间复杂的相互作用。研究人员利用系统生物学的技术鉴别出了导致额颞痴呆患者机体中tau蛋白过量产生的突变遗传过程,额颞痴呆是早发性痴呆症的一种,类似的过程在阿尔兹海默病及核上性麻痹中也扮演着关键角色。

研究者指出,为何对痴呆症小鼠模型进行的研究结果无法转化到人类机体中,或许是因为大部分的小鼠研究都依赖于单一的近亲繁殖种;为了增加相关研究发现带来广泛意义的可能性,研究人员在三种遗传特性不相同的小鼠品系中研究了额颞痴呆所诱发的突变,同时他们还分析了小鼠发生神经变性的大脑在不同部位和不同时间点所出现的基因特性,研究者发现了两种基因簇或与所有小鼠模型发生神经变性直接相关,而且均位于大脑的易感区域。

最后研究者Geschwind表示,后期研究人员还希望通过更为深入的研究开发出能有效治疗阿尔兹海默病等痴呆症的新型药物或疗法。(生物谷Bioon.com)

原始出处:

Vivek Swarup, Flora I. Hinz, Jessica E. Rexach, et al.  Identification of evolutionarily conserved gene networks mediating neurodegenerative dementia, Nature Medicine (2018). DOI: 10.1038/s41591-018-0223-3

宠物到强大入侵生物 小龙虾基因组序列揭秘缘由

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宠物到强大入侵生物 小龙虾基因组序列揭秘缘由
一个新物种如何在短时间内崛起,基因组测序可以提供线索。英国《自然·生态与进化》杂志5日在线发表的一篇论文,首次报告了美洲龙纹螯虾的基因组序列,有助于揭示这种单性繁殖的动物,如何在短短20年间就从德国宠物贸易的宠儿,变为马达加斯加的强大入侵生物。
美洲龙纹螯虾在上世纪90年代首次被发现。据资料称,几只生活在德国水族馆的北美龙纹螯虾获得第三组完整的染色体时,美洲龙纹螯虾便诞生了。而大多数有性繁殖动物只有两组染色体,一组来自父本,一组来自母本。从那时起,龙纹螯虾从圈养环境散布到全世界的淡水生态系统,而且似乎特别适应马达加斯加。
德国癌症研究中心的科学家团队此次对11只美洲龙纹螯虾(一些来自野外,一些来自宠物贸易)和一些龙纹螯虾及另一种亲缘物种的个体基因组进行测序。他们证实,所有美洲龙纹螯虾个体在遗传学上几乎相同,从物种出现以来只发生了几处变异。他们还发现一组染色体比其他两组更独特,这意味着该物种是两只有远亲关系的龙纹螯虾个体的后代。根据在马达加斯加野外捕捉到的个体,研究人员发现,在过去10年里,美洲龙纹螯虾的数量在当地翻了100倍,估计现在有上百万只个体。
这些结果首次提供了一种十足目甲壳动物(该类群包括蟹、龙虾、虾)的基因组序列,以及一个新物种如何在短时间内崛起的线索。此外,研究强调了这种侵略性物种在马达加斯加迅速传播,给当地物种和淡水生态系统带来的潜在危害。(生物谷Bioon.com)

贺建奎团队另一项基因编辑研究:或涉四百个三原核人类胚胎

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贺建奎团队另一项基因编辑研究:或涉四百个三原核人类胚胎

 

11月26日,来自深圳的科学家贺建奎宣布,两名基因被编辑过、能够对艾滋病免疫的女婴日前在中国出生。

这一消息震惊了学术界和公众,专家称两名女婴可能面临潜在健康风险。该研究的伦理审查备受人们质疑。

贺建奎团队另一个使用人类胚胎进行基因编辑的临床试验被曝光。他们计划对400个人类胚胎进行操作,以研究不孕不育等疾病,目前正在进行中,“实验结果暂不公开。”实验募集到的胚胎数量未知。

《人类废弃胚胎,小鼠和猴子胚胎基因编辑安全性评估 》项目的伦理审查申请书。 中国临床试验注册中心网站 图将使用三原核人类胚胎研究“脱靶情况”

世界卫生组织国际临床试验注册平台的一级注册机构“中国临床试验注册中心”网站显示,该研究课题名称为《人类废弃胚胎,小鼠和猴子胚胎基因编辑安全性评估 》,注册号为ChiCTR1800018955。

中国临床试验注册中心网站发布的相关医学伦理委员会审查申请书显示,上述研究由深圳大学附属第三医院(罗湖区人民医院)医学伦理委员会批准。

研究时间为2017年4月至2020年4月。

2017年5月1日,罗湖区人民医院妇产科与生殖医学科主任张帝开签字同意开展这一研究。2017年6月2日,该医院医学伦理委员会主任委员张秀明签字,并盖章“经医院伦理委员会审核无违反伦理。同意其申报。”

覃金洲为该研究的申请人。

罗湖区人民医院官网显示,覃金洲是该院生殖医学科胚胎培养师、细胞研究员,西北农林科技大学与美国亚尼桑那大学联合培养博士,动物遗传育种与繁殖专业。

中国临床试验注册中心网站显示,贺建奎为该课题负责人。

相关信息称,该实验主要使用3PN(三原核)人类胚胎,经过患者知情同意的废弃胚胎。“以女方输卵管堵塞因素导致的不孕为病因来源;年龄23~43岁”“基于动物实验(小鼠和猴子胚胎实验结果),选定CCR5和PCSK9作为研究目标基因。”正常的人类胚胎是2PN(二原核)。

实验的主要指标是“切割效率”和“脱靶情况”。

研究实施地点是深圳大学附属第三医院;被列入的试验主办单位包括南方科技大学、中信湘雅生殖与遗传专科医院、郑州大学第三附属医院、昆明理工大学。

11月26日下午,澎湃新闻多次联系前述申请信息中记录的覃金洲的手机号码,电话一直未能接通。

“基因编辑婴儿”试验信息也在中国临床试验注册中心公布

此外,澎湃新闻发现,贺建奎团队的“基因编辑免疫艾滋病婴儿”临床试验信息也在中国临床试验注册中心公布。该网站显示,参与该试管婴儿基因编辑项目研究的人群是中国境内的已婚夫妇,且女性艾滋病毒血清阴性,男性为阳性。男女22岁-38岁。

相关研究目的称,通过对CCR5基因编辑,获得抗HIV的健康小孩,“为未来在人类早期胚胎彻底消除重大遗传疾病提供了新见解”。

有专家评论称,现有的医疗阻断技术已经可以让前述状况的夫妇有健康的孩子;对CCR5基因进行编辑或修改,可能存在潜在的未知风险。

中国临床试验注册中心网站显示,该研究课题名为《基因编辑人类胚胎CCR5基因安全性和有效性评估》(注册号码:ChiCTR1800019378 )。覃金洲为联系人,贺建奎为课题负责人。相关文件显示,深圳和美妇儿科医院伦理委员会批准了这一研究。(生物谷Bioon.com)

 

研究人员建立植物基因组高效C-T单碱基编辑新系统

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研究人员建立植物基因组高效C-T单碱基编辑新系统

单碱基编辑技术(Base editor)是基于CRISPR系统的新型靶基因定点修饰技术,在不产生DNA双链断裂的情况下,利用胞嘧啶脱氨酶或人工进化的腺嘌呤脱氨酶对靶位点进行精准的单碱基编辑,从而实现C-T或A-G的替换。目前,基于融合大鼠胞嘧啶脱氨酶APOBEC1的BE3介导的C-T碱基编辑技术已广泛应用在植物中,但该系统仍然存在一定的缺陷,如编辑效率低、编辑的活性窗口相对狭窄以及对GC序列的编辑效率明显降低甚至没有编辑活性等,这些弊端限制了单碱基编辑系统在植物中进行精准和多样化突变的应用。

中国科学院遗传与发育生物学研究所高彩霞研究组前期将BE3应用于植物基因组单碱基编辑中(命名为PBE系统) (Zong et al, Nat. Biotechnol, 2017)。该研究在前期研究基础上利用Cas9变体(nCas9-D10A)融合人类胞嘧啶脱氨酶APOBEC3A (A3A)和尿嘧啶糖基化酶(UGI),构成新的单碱基编辑系统A3A-PBE,成功在小麦、水稻及马铃薯中实现比PBE更加高效的C-T单碱基编辑。原生质体报告系统以及对小麦和水稻的10个内源基因靶点编辑结果表明,A3A-PBE编辑效率最高可达36.9%, 平均C-T编辑效率为13.1%,比PBE的效率约高13倍;且此编辑系统脱氨化的窗口可覆盖靶序列的17个核苷酸,相比PBE增加了10个核苷酸的活性窗口。更重要的是,A3A-PBE的编辑不受GC序列的影响,依然有着高效的编辑活性,效率可高达42.1%。利用此技术体系,通过基因枪瞬时转化对小麦抗除草剂基因TaALS和对单倍体诱导基因TaMTL进行编辑,效率分别达到22.5%和16.7%,且TaALS突变体对除草剂表现出显着的抗性;通过农杆菌转化法在水稻中的编辑效率高达82.9%。此外,A3A-PBE可对马铃薯内源基因进行高效编辑,效果明显优于PBE,且通过原生质体再生获得了6.5%编辑效率的马铃薯突变植株。A3A-PBE碱基编辑系统具有高效、宽脱氨化窗口及对靶标C上文无序列偏好性等优势,可拓宽植物单碱基编辑的范围。该体系的建立对实现植物基因组大规模体内饱和突变,研究植物基因功能及基因调控元件作用等具有重要的技术支撑意义。

该研究成果于10月1日在线发表在《自然-生物技术》杂志上(Nature Biotechnology,DOI: 10.1038/nbt.4261)。高彩霞研究组的博士生宗媛和宋倩娜为该论文的共同第一作者。相关研究得到国家自然基金委、转基因专项以及中科院的资助。(生物谷Bioon.com)

 

股票推荐!三家市值可能大幅攀升的基因疗法公司

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股票推荐!三家市值可能大幅攀升的基因疗法公司
2017年10月25日讯 /生物谷BIOON/ –免疫肿瘤学和基因疗法在过去的几年里一直是研究的热门领域,而第一款CAR-T疗法的获批更将免疫肿瘤学和基因疗法的发展推向高潮。《Motley Fool》撰稿人科里·雷诺尔(Cory Renauer)在文章中分析了三家市值可能会大幅攀升的免疫肿瘤治疗公司。
1.吉利德科学公司
今年8月28日,吉利德科学公司(Gilead Sciences)以119亿美元的价格收购了风筝制药公司(Kite Pharma)。本月19日,FDA批准了吉利德的CAR-T药物Yescarta(该药物由风筝制药公司开发)。
尽管CAR-T疗法的前景十分光明,但Yescarta能否为吉利德赚回119亿美元还是未知数。雷诺尔分析道:“每年,癌症新疗法的治疗费用往往会超过10万美元,而且这些新疗法总体上来说往往疗效欠佳。而吉利德37.3万美元的单次Yescarta输液疗法能够从长远的角度拯救最终选择该疗法的患者。如果保险公司以及其他终端付款人能够接受吉利德对Yescarta的定价,Yescarta将会迎来销售高峰,预计该疗法的年销售额最高可达20亿美元。”
尽管存在定价高的问题,吉利德仍处于有利地位,其股票市值可能会进一步上升。去年,吉利德的现金流达到了134亿美元,目前,吉利德的市值已经达到去年现金流的8.1倍。

2.蓝鸟生物
目前,蓝鸟生物(Bluebird bio)还没有任何一款疗法上市,但其正在研发的一些疗法的进展令人兴奋。Lenti-D是蓝鸟生物最受关注的药物,它是治疗脑肾上腺脑白质营养不良(CALD)的基因治疗药物。在一项试验中,接受Lenti-D治疗的15名(共有17名受试者)患者没有发生严重的残疾。
蓝鸟生物还与Celgene合作,共同开发CAR-T药物。在一项试验中,15名晚期多发性骨髓瘤患者接受了bb2121的治疗后,100%患者显示出对药物的反应。此外,Celgene已经从蓝鸟生物获得bb21217的授权,bb21217比bb2121更有效。Celgene将承担试验的中后期的相关费用,并支付给蓝鸟生物里程碑金和专利使用费。
诺尔分析道:“尽管Lenti-D可能不能成为一个重磅药物,但它为相似的基因疗法描绘出更大的前景。LentiGlobin是Lenti-D相似的疗法,可用于治疗镰状细胞疾病和-地中海贫血症。据估计,该疗法能够使患者生产正常的血红蛋白,将给蓝鸟生物带来每年高达40亿美元甚至更多的收入。”
3.AveXis
AveXis是一家基因治疗公司。本月3日,在法国圣马洛举行的第22届世界肌肉学会(WMS)国际年度大会上,AveXi公布了脊髓性肌萎缩症(SMA)药物一线临床试验I期治疗数据。数据表明,所有接受AVXS-101治疗的患者在20月大时是安全的。接受治疗的12名患者中,有9名可以独自坐30秒或更长时间,92%在18.8月时CHOP-INTENT评分达到40分以上。
SMA患者吞咽能力极差,而且大多数人在一岁之前就失去了呼吸能力。诺尔分析道:“AveXis药物的疗效极佳,使其竞争公司Biogen感到压力。今年年初,Biogen的SMA药物Spinraza正式上市。在上市的第一年里,Spinraza的销售额达到了10亿美元。AveXis计划在今年年底前开始一项旨在支持药物应用的试验,这意味着Spinraza在未来几年内不会受到AveXis的竞争。如果AVXS-101继续产生正面数据,Biogen或者其他公司可能会收购AveXis公司。对于AveXis公司来说,AVXS-101几乎是他们唯一的候选药物。相较于吉利德,AveXis有着更大的升值前景,但是,如果AVXS-101最终失败,AveXis也将变得没有什么价值。” (生物谷Bioon.com)

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