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Nature:大师级牛人用CRISPR构建癌症类器官
生物通报道:肠道上皮是人体内细胞更新最快的组织,可以迅速更新和修复肠粘膜,但这种能力也带来了一定的风险。人们发现,肠道的隐窝干细胞(Crypt stem cell)可能起始肿瘤形成,在肿瘤细胞的分化、增殖及凋亡中发挥重要作用。用含有干细胞巢蛋白(WNT、R-spondin、表皮生长因子EGF)的培养基,可以长期培养小鼠和人类的肠道干细胞,生成遗传学和表型稳定的上皮类器官。荷兰艺术与皇家科学院主席、美国国家科学院院士Hans Clevers教授领导研究团队,利用CRISPR/Cas9技术建立了结直肠癌(CRC)类器官。这一研究成果发表在本周的Nature杂志上。结直肠癌通常是由腺瘤缓慢发展而成,
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著名干细胞科学家Nature、Science、Cell连发重大成果
生物通报道 来自Salk研究所的科学家们发现了一类新型的多能干细胞(能够发育成为所有的组织类型),它们的特性与在发育胚胎中的位置密切相关。与科学研究中传统采用的干细胞相比,这些细胞呈现出时间相关的发育阶段。他们的研究论文发表在5月6日的《自然》(Nature)杂志上。论文的资深作者是Salk生物研究所资深教授Juan Carlos Izpisua Belmonte。Belmonte教授主要从事干细胞和再生医学领域的研究,利用多种模式生物和人多能干细胞等工具探索心脏和血管等系统的发育与再生,以及通过体细胞重编程、去分化和转分化等手段获得功能性细胞的技术突破。在Cell,Nature,
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首次利用明星技术CRISPR编辑人血管细胞
——研究人员利用基因组编辑工具修改人体内皮细胞。生物通报道:来自耶鲁大学医学院的研究人员利用近年来备受瞩目的CRISPR/Cas9系统基因改造了我们人体内的内皮细胞,这些细胞构成了血管内壁,具有吞噬异物、细菌、坏死和衰老的组织的作用,还参与集体免疫活动。这一研究成果公布在5月4日的Circulation Research杂志上。血管内皮细胞通常指衬于心、血管和淋巴管内表面的单层扁平上皮,也称内皮细胞。除了动物模型以外,在组织培养过程中获得的人体内皮细胞也为了解血管生物学提供了重要模型,而且利用这些细胞进行的研究未来有可能可以用于组织修复。但是由于内皮细胞属于高度特异化的细胞,因此难以进行遗传修
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《Nature》5月最受关注的十篇论文
生物通报道:英国著名杂志《Nature》周刊是世界上最早的国际性科技期刊,自从1869年创刊以来,始终如一地报道和评论全球科技领域里最重要的突破。其办刊宗旨是“将科学发现的重要结果介绍给公众,让公众尽早知道全世界自然知识的每一分支中取得的所有进展”。近期《Nature》下载论文最多的十篇文章(2015年4月5日 ~ 2015年5月5日): 一种更好的铝离子电池 Nature 520 (2015年4月16日) 铝的低成本和有用电气性质表明,铝离子充电电池也许能提供可行的、安全的电池技术,但阴极材料方面的问题、循环性能差的问题和其他
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CRISPR新改良实现高效基因敲入
生物通报道: 细菌一直在与病毒或入侵核酸进行斗争,为此它们演化出了多种防御机制,CRISPR/Cas适应性免疫系统就是其中之一。该系统能在小RNA分子(crRNA)的引导下,靶标并沉默入侵者的遗传物质。 发现CRISPR系统之后不久,人们就开始用它来进行特异性的基因编辑。这种基因编辑技术更容易操作扩展性也更强,因此迅速成为了生物学各个领域的新宠儿。2015年基因组编辑热潮在持续发酵,CRISPR/Cas9仍旧是最引人注目的话题之一,相关论文被大量下载和引用。科学家们已经成功用CRISPR/Cas系统在小鼠受精卵中直接进行基因组编辑,这种技术可以快速、方便而且有效的一步生成基因敲除的小鼠。不过,
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干细胞牛人Cell子刊发表CRISPR重要成果
生物通报道:细菌在与入侵者的漫长斗争中演化出了多种防御机制,比如成簇的规律间隔短回文重复CRISPR与内切酶Cas组成的适应性免疫系统。这个监控体系是原核生物抵御入侵者的重要武器,能在CRISPR RNA(crRNA)的引导下靶标并降解入侵者的遗传物质。就在几年前,人们还只知道CRISPR体系在细菌免疫中起到的作用。现在它已经成为了炙手可热的基因组编辑工具,帮助世界各地的研究者们解决实际问题。近年来,CRISPR已经在多个领域中展现了自己强大的特异性基因编辑能力,催生了大量的重要成果。人类多能干细胞(hPSC)在构建疾病模型和新药开发中有着很高的应用价值。人们普遍认为CRISPR技术有望为这一
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Nature,Science,Cell回应中山大学胚胎基因编辑论文争议
生物通报道 4月18日,来自中山大学的研究人员在由Springer和中国教育部附属机构共同出版的一家期刊杂志《Protein & Cell》上发表了一篇轰动国内外科学界的研究论文。主要作者黄军就(Junjiu Huang)和同事们报告称,他们尝试采用了CRISPR-Cas9基因编辑技术去改变异常人类胚胎中的基因。他们的基因编辑工作并不是太成功,导入了许多的意外突变。这篇论文一经发布便引发了全球一些科学家们的激烈争论,人们在关注这些讨论的同时也很好奇这篇文章发表背后的过程(延伸阅读:Nature:中山大学胚胎编辑论文引发科学界巨大争议 )。黄军就说由于伦理异议,这篇论文遭到了
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国家项目李晓江连发多篇权威期刊论文
生物通报道:中组部“****”、中科院遗传与发育生物学研究所分子发育生物学国家重点实验室的李晓江研究员带领的课题组组,主要研究方向是与年龄相关的神经退行性疾病分子机制,包括帕金森病、亨廷顿病、肌萎缩性侧索硬化症(ALS),使用各种转基因动物模型阐明这些疾病的发病机制;另外,该课题组组另一个研究方向是探讨中枢神经系统在出生后阶段是如何发育的。其早期研究发现Hap1——结合亨廷顿病蛋白的一个神经元蛋白,对于出生后发育非常关键。作为通讯作者或共同通讯作者,他的研究成果多次发表在PNAS、Cell Res、Hum Mol Genet、Neuron、JCB、Brain、JBC等国际知名期刊。2015年上
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PNAS重要成果:RNA靶向CRISPR/Cas9
生物通报道 CRISPR/Cas系统的潜在应用清单在一日日地变长。根据发表在4月27日《美国科学院院刊》(PNAS)杂志上的一项新研究,对抗病毒有可能很快也会被添加到这一清单中。埃默里大学的微生物学家David Weiss、免疫学家Arash Grakoui和同事们,采用了一种来自新凶手弗朗西丝菌(Francisella novicida)的Cas9酶来结合丙型肝炎病毒(HCV) RNA,阻止了这一病原体在人类细胞中进行复制。去年夏天,另一研究小组证实了可以利用CRISPR/Cas9来找出并切除潜伏感染细胞基因组中的HIV DNA。埃默里大学研究小组随后发现新凶手弗朗西丝菌Cas9
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新型CRISPR/Cas9打靶预测工具
生物通报道:CRISPR/Cas9系统,为定向诱变和靶向基因组修饰提供了多种可能性。基因工程CRISPR-Cas核酸酶是由一种叫做Cas9的DNA切割酶,和一段与靶DNA片段匹配的20个核苷酸长度的短RNA片段所构成。它模拟了某些细菌的原始免疫系统。当这些微生物受到病毒或其他生物体的感染时,它们会拷贝入侵者的一段遗传密码,将它插入到自身的DNA中,并传递给细菌后代。如果在未来遇到相同的病原体,细菌的Cas9在与拷贝DNA片段匹配的RNA序列的引导下,通过在靶位点切割病原体的DNA而灭活它。由于20个核苷酸长度的序列可以多次出现在一个给定的基因组中,CRISPR/Cas9复合体可能就会接受一些错
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Nature子刊:基因编辑校正致病突变
生物通报道:囊性纤维化(cystic fibrosis)是一种损伤肺部和消化系统的致命遗传疾病。这种疾病目前还无法治愈,治疗以控制症状为主。耶鲁大学的研究人员通过基因编辑成功校正了囊性纤维化中最常见的基因突变。这一成果发表在四月二十七日的Nature Communications杂志上。囊性纤维化是由CFTR基因发生突变引起的。CFTR是一种cAMP激活的ATP门控性氯离子通道,在呼吸道、消化道等地表达。突变会使CFTR无法执行正常功能,丧失对一种通道蛋白的控制,导致多种器官出现问题,包括肺内层异常分泌浓稠粘液。这会引起复发性的致命肺部感染,使得患者呼吸越来越困难。目前科学家们已经发现了大量的
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类药物分子使基因编辑更精准 致癌风险有望降低
基因疗法致癌风险有望大大降低科技日报北京4月27日电 (记者房琳琳)设想有那么一天,科学家可以在实验室通过替换机体DNA来寻找一系列问题答案,或许医生还能设计改变病人基因的药物来治疗基因异常。有点像科幻小说?随着基因编辑技术(Cas9/CRISPR系统)的发展,这终将成为现实。但在实现之前,科学家必须克服一系列困难,包括如何提高基因组编辑修改目标DNA序列的速度。而这正是美国哈佛大学化学生物学教授刘大卫和他的同事要破解的难题。刘教授带领的科研团队开发出一种可以被小的类药物分子激发活性的Cas9形式,修改人类基因组中目标DNA序列的速度比标准Cas9形式快25倍。研究成果发表在最近的《自然·生物
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Nature:中山大学胚胎编辑论文引发科学界巨大争议
生物通报道 4月22日,国际顶级科学期刊Nature网站的新闻团队首次报道,来自中国的科学家们完成了对人类胚胎的基因组编辑工作(延伸阅读:Nature:中国科学家用CRISPR/Cas9改造人类胚胎 )。这一爆炸性新闻一经发布便受到了国内外科学界的广泛关注,并引发了支持者和反对者激烈的辩论。一些专家就这项工作是否符合伦理道德发生了意见分歧。他们对于这些方法到底有多么接近成为疾病的治疗手段也存在争执。引发争论的这项研究是由中山大学的基因功能研究人员黄军就(Junjiu Huang)所领导。他的研究团队利用了一种叫做CRISPR/Cas9的技术,在不能存活的胚胎中切割并替换
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华南农大Cell子刊发表CRISPR/Cas9研究新文章
生物通报道 来自华南农业大学的研究人员报告称,他们开发出了一种适用于在单子叶植物和双子叶植物中,实现方便、高效多重基因组编辑的强大的CRISPR/Cas9系统。研究成果在线发表在Cell出版社旗下子刊《Molecular Plant》杂志上。领导这一研究的是华南农业大学生命学院长江特聘教授刘耀光(Yao-Guang Liu)。其主要研究领域为植物基因工程、水稻基因的定位与克隆、水稻分子生物学。近年来,各种遗传工具如潮水般涌现,尤其是序列特异性的核酸酶为位点特异性基因组编辑带来了重大的突破。锌指核酸酶(ZFNs)是利用3个锌指结构域来识别DNA,每个锌指结构域识别3个碱基。转录激活因
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华裔学者Nature子刊提高CRISPR/Cas9基因组编辑精确度
生物通报道 想象一下如果有一天科学家们能够在实验室中改变生物的DNA来寻找一大堆问题的答案,或是医生可以通过给予一些药物改变患者的基因组来治疗遗传疾病,会怎么样?这或许听起来就像是科幻小说,但随着基因组编辑蛋白Cas9和CRISPR的发展,终有一天会变为科学事实。而在这之前,科学家们必须克服许多的挑战,包括如何提高这些蛋白质的特异性——在确保基因组编辑蛋白改变靶DNA序列速率的同时,避开相似的脱靶序列。哈佛大学化学及化学生物学教授David Liu和同事们已经开始着手攻克这一挑战。David Liu领导科学家小组开发出了一种可以用一个药物样小分子开启的Cas9工程酶。通过利用这种可
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发明者谈CRISPR技术的机遇和风险
2012年6月,加州大学伯克利分校的Jennifer Doudna及其同事在《Science》杂志上发文,介绍了一种可编程的DNA核酸内切酶,从而开启了CRISPR/Cas9基因组编辑的黄金时代。近日,这位女科学家在MIT的《Technology Review》上评论这种技术的机遇和风险。CRISPR技术利用一种可编程的核酸酶Cas9以及向导RNA,让研究人员能够改变细胞、组织,甚至整个生物体中的遗传信息。目前,人们已经利用这种技术来产生新的小麦品种,治愈成年小鼠的肝脏遗传病,并产生能高效合成生物燃料的真菌细胞。Doudna认为,这是一种简单而高效的技术,能够精确改变那些基因组序列,有着广泛应
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Cell子刊详解CRISPR的作用机制
生物通报道:细菌在与入侵者的漫长斗争中演化出了多种防御机制,比如成簇的规律间隔短回文重复CRISPR与内切酶Cas组成的适应性免疫系统。这个监控体系是原核生物抵御入侵者的重要武器,能在CRISPR RNA(crRNA)的引导下,靶标并降解入侵者的遗传物质。就在几年前,人们还只知道CRISPR在细菌和古生菌的免疫中起作用。现在,它已经成为了炙手可热的基因组编辑工具,帮助世界各地的研究者们解决实际问题。近年来,CRISPR已经在多个领域中展现了自己强大的特异性基因编辑能力,催生了大量的重要成果。根据功能元件的不同,CRISPR/Cas系统可以分为I类系统、II类系统和III类系统。这三类系统又可以
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Nature:中国科学家用CRISPR/Cas9改造人类胚胎
生物通报道 来自中国的科学家们报告他们编辑了人类胚胎的基因组,这可以说是世界首次。这些在线发表在《Protein & Cell》杂志上的研究结果证实了广为流传的谣言:已经有人在开展这类的实验——在上个月这些传闻引发了科学界对于这类工作伦理影响的激烈争论。这项研究也引起了国际顶级期刊Nature网站的热点关注,4月22日Nature以“Chinese scientists genetically modify human embryos”为题对此进行了新闻报道。在这篇论文中,中山大学基因功能研究人员黄军就(Junjiu Huang)领导研究人员,试图通过利用“不能存活”的胚胎
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著名干细胞专家Cell发表基因组编辑重大成果
生物通报道 线粒体疾病是一种母系遗传病,其可造成一系列令人衰弱的疾病,当前没有治愈方法。在发表于4月23日《细胞》(Cell)杂志上的一项研究中,Salk研究所的研究人员报告称首次成功尝试使用基因编辑技术阻止了与多种人类线粒体疾病相关的突变线粒体DNA从小鼠母亲处传递给后代。领导这一研究的是Salk生物研究所资深教授Juan Carlos Izpisua Belmonte。Belmonte教授主要从事干细胞和再生医学领域的研究,利用多种模式生物和人多能干细胞等工具探索心脏和血管等系统的发育与再生,以及通过体细胞重编程、去分化和转分化等手段获得功能性细胞的技术突破。在Cell,Nat
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中山大学基因编辑研究引国际广泛关注
生物通报道 来自中国的科学家们报告他们编辑了人类胚胎的基因组,这可以说是世界首次。这些在线发表在《Protein & Cell》杂志上的研究结果证实了广为流传的谣言:已经有人在开展这类的实验——在上个月这些传闻引发了科学界对于这类工作伦理影响的激烈争论。上接:Nature:中国科学家用CRISPR/Cas9改造人类胚胎 他的研究小组还发现了惊人数量的“脱靶”突变,CRISPR/Cas9复合物对基因组的其他区域起作用导入了它们。这一效应是当前围绕着生殖细胞基因编辑主要的安全担忧之一,因为这些意外的突变可能会是有害的。这样的突变率比在小鼠胚胎或人类成体细胞基因编辑研究中观察到的突变率要高得