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CRISPR-Cas9来源研究揭示了一类具有基因组编辑潜力的RNA引导核酸酶
研究人员试图了解CRISPR-Cas9系统的起源,他们发现了一类转座子编码的RNA引导核酸酶,他们称之为“OMEGA”,可以用于人类细胞的基因组编辑。这组作者说,这些系统具有作为生物技术发展的强大潜力。CRISPR-Cas系统改变了基因组编辑和其他生物技术,然而,这些RNA引导机制的广泛起源和多样性在很大程度上仍未被探索。RNA引导的内切酶Cas9的可能祖先是一组蛋白质——IscB蛋白质——位于IS200/IS605转座子家族中。在这里,Han Altae-Tran和Feng Zhang等人从IS200/IS605转座子重建了CRISPR-Cas9系统的进化。在这样做的过程中,他们报告了3种独
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微生物中发现的CRISPR样基因切割酶
通过探索CRISPR基因组编辑系统中使用的一种酶的进化起源,研究人员发现了潜伏在微生物基因组中的100多万种其他潜在编辑器。这项研究发表在9月9日的《科学》杂志上,它在一个名为IscB的蛋白质家族中发现了新的编辑酶。这些蛋白质被认为是Cas9酶的祖先,这种酶被称为CRISPR的分子剪刀。在基因组编辑过程中,Cas9与RNA片段合作,引导酶找到并切割特定的DNA序列。这项技术依赖于RNA作为引导系统,这是其多功能性和广泛应用的一个关键原因,因为它允许研究人员轻松地将Cas9定位到他们想要改变的基因组区域。酶工程增强的超精确CRISPR工具 该研究的主要作者、剑桥麻省理工学院的分子生物学
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华人基因编辑学者最新发文:“迷你”CRISPR基因组编辑系统
“CRISPR可以是简单的剪切器,也可以是更高级的调节器、编辑器、标签器或成像器。这个令人兴奋的领域正在涌现出许多应用,”基因编辑领域专家、斯坦福大学生物工程系和化学与系统生物学系助理教授亓磊表示。目前许多不同的CRISPR系统被临床用于检测疾病或者用于基因治疗,例如眼睛,肝脏和大脑。然而应用范围仍然有限,这是因为它们都受到相同的缺陷:它们太大,因此,很难传递到细胞、组织或生物体。在9月3日发表在Molecular Cell杂志上的一篇论文中,亓磊教授等人宣布了CRISPR向前迈出的重要一步:一个高效、多功能的迷你CRISPR系统。通常使用的CRISPR系统——如Cas9和Cas12a,表示不
来源:Stanford University
时间:2021-09-07
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韩春雨发现的“NgAgo”被证明具有低温引导性DNA切刻酶活性
与流行的CRISPR/Cas系统不同,原核Argonautes(pAgos)被认为是更灵活的基因编辑工具,因为它们不需要与其功能目标相邻的序列基序。2014年荷兰瓦赫宁根大学教授John van der Oost在原核生物嗜热栖热菌(Thermus thermophilus)的Argonaute(Ago)蛋白家族中发现“TtAgo”能与具有向导作用的DNA结合,在65℃条件下切割目的DNA。但缺乏低温条件下切割活性。(doi:10.1038/nature12971)2016年5月,中国韩春雨鉴定了另一种来源于嗜盐古生钠杆菌(Natronobacterium gregoryi)的Ago蛋白(命名
来源:Nucleic Acids Research
时间:2021-09-07
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高彩霞最新发文:建立瞬时表达系统介导的小麦基因组编辑新方法
基因组编辑技术在植物中的应用往往受到植物遗传转化中对基因型的依赖和再生效率低下的制约。在小麦中过表达GRF4-GIF1蛋白复合体可提高转基因植物再生效率和再生速度。但是通过稳定遗传转化方法,再生出来的植株都是整合了外源基因,需要多代才能把外源基因分离出去,费时费力而且可能带来转基因的潜在风险。 中国科学院遗传与发育生物学研究所高彩霞研究组建立了基因枪介导的GRF-GIF1复合体瞬时表达系统,提高小麦再生能力的同时打破了遗传转化的基因型限制,实现了高效的基因组编辑。研究首先选取小麦GRF4-GIF1融合蛋白利用基因枪法进行测试,在科农199和Bobwhite中的检测
来源:中国科学院遗传与发育生物学研究所
时间:2021-09-01
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平凡的大麦也有“逆袭”天赋
植物的根严格向下生长(超向重力)。根系对农业产量的重要性常常被低估。根系能否有效获得水分和养分也决定了重要作物对干旱和气候变化的适应力。来自意大利波恩大学和博洛尼亚大学的研究人员发现并描述了一种大麦的突变体:它的根向下长得比平常要厉害得多。这一发现可能为培育更多的抗旱品种提供了一个起点。这项研究发表在《PNAS》上。大麦是最重要的谷物之一,它的用途从酿造啤酒到大麦、珍珠大麦、大麦薄片和大麦面粉。不久前,博洛尼亚大学的Silvio Salvi教授领导的研究人员发现了一种不同寻常的大麦突变体:它的根不像正常情况下那样横向生长,而是笔直向下生长。研究人员称这种突变体为“超向重力”,意思是它比同类更强
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北大生科院连发两篇文章,开发全面评估基因编辑产物新方法
2021年8月8日,北京大学生命科学学院和北大-清华生命科学联合中心胡家志课题组在Nucleic Acids Research杂志在线发表题为“Global detection of DNA repair outcomes induced by CRISPR-Cas9”和“In-depth assessment of the PAM compatibility and editing activities of Cas9 variants”的两篇研究论文。在这两项研究中,研究人员先是“利其器”—开发了可以同时评估Cas9靶向点编辑产物及脱靶活性的新型生物信息工具PEM-Q。利用PEM
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基于CRISPR的新技术可以加速识别与健康和疾病相关的基因
MIC-Drop是一种基于crispr的新技术,可以快速有效地筛选斑马鱼体内数百个基因的功能,以更好地了解人类健康和疾病。一根充满MIC-Drops(彩色水滴)的玻璃针被用来注射受精的斑马鱼卵(半透明的球体)。MIC-Drops被染成不同的颜色,便于可视化。MIC-Drops的体积是十亿分之一升,每一个都含有条形码和破坏单个基因所需的材料。资料来源:James Herron, Saba Parvez斑马鱼是一种小型、快速生长的生物,与人类有许多相同的基因,它对许多生物学家来说是重要的工具,他们发现斑马鱼非常适合研究广泛的问题,从生物
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Cell子刊:CRISPR筛选工具识别白血病新药靶点
根据Penn Medicine在Molecular Cell网站上发表的一项新研究,CRISPR筛选工具确定了一个治疗急性髓系白血病(AML)的新治疗靶点,与目前的治疗方法相比,该靶点有可能使患者产生更少的副作用。被称为ZMYND8的目标不是一个突变基因,而是一种表观遗传调节蛋白,癌细胞需要这种蛋白来控制基因表达,而基因表达对癌细胞的存活和生长至关重要。“我们发现癌细胞AML患者严重依赖ZMYND8,和由于复杂的CRISPR-based筛查方法,我们发现确切的“制药口袋”的目标,“俊威资深作者Shi说,博士,助理教授佩雷尔曼医学院的癌症生物学的宾夕法尼亚大学,宾夕法尼亚大学表观遗传学研究所和艾
来源:Penn Medicine
时间:2021-08-20
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叶玉如教授:利用全脑基因组编辑技术,治疗阿尔茨海默病
图片:香港科技大学研究及发展副校长叶玉如教授(右二)及其研究团队成员,他们用共聚焦成像系统(如图)演示了基因组编辑策略如何降低家族性阿尔茨海默病突变的破坏作用。来源:香港科技大学由香港科技大学(HKUST)科学家领导的一个国际研究小组开发了一种新的策略,利用全脑基因组编辑技术,可以减少基因改良AD小鼠模型的阿尔茨海默病(AD)病理。这项先进的技术具有巨大的潜力,可以转化为一种新的长效治疗AD患者的方法。仅在中国,估计就有超过50万的患者患有遗传性AD-家族性阿尔茨海默病(FAD),这是一种与家族史高度相关的先天性AD。虽然FAD有明
来源:Nature Biomedical Engineering
时间:2021-08-19
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Nancy Y. Ip课题组使用基因组编辑技术探索阿尔茨海默病全脑治疗
仅在中国,估计就有超过50万的患者患有遗传性AD——家族性阿尔茨海默病(FAD),这是一种与家族史高度相关的先天性AD。虽然FAD有明确的遗传原因,可以在认知问题发生之前诊断出来,但目前还没有有效的治疗方法。利用基因组编辑技术*作为治疗由遗传突变(如FAD)引起的疾病的策略具有巨大的潜力。它对在症状出现之前纠正引起疾病的基因突变特别有用,因为它的效果可以持续一生,因此被认为是“一劳永逸”的治疗。然而,有几个障碍阻碍了它的临床开发和应用——最明显的是缺乏一种有效、高效和非侵入性的手段将基因组编辑剂注入大脑。此外,现有的基因组编辑技术无法在整个大脑中产生有益的结果。最近,港科大研究及发展副校长叶玉
来源:Hong Kong University of Science and Technology
时间:2021-08-19
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Molecular Cell:CRISPR技术给抗体诊断实验带来革命性的变化
Karl Barber科学家们利用基因组编辑技术CRISPR开发了一种新的肽显示平台,可以作为一种工具来识别患者血液样本中的抗体。来自霍华德休斯医学研究所和哈佛医学院的研究人员认为,这种被他们称为 PICASSO (peptide immobilization by Cas9-mediated self-organization) 的新技术可能会激发一类新的医学诊断,并为一系列其他应用开辟跳板。这一重要成果以CRISPR-based peptide library display and programmable microarray self-assembly for
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导航玉米迷宫:一种绘制玉米基因组的“光开关”技术
在农业领域,科学家们一直试图通过培育不同的作物(如玉米或小麦)来增强对干旱、洪水或植物病毒等外部力量的抵抗力,从而提高作物产量。生物科学教授汉克·巴斯(Hank Bass)说:“对基因组结构的了解应该有助于聚焦基因组编辑,并加速更大规模的应用研究,比如指导精准农业和医学的研究。”这项研究发表在《PLOS Genetics》杂志上。由转录因子控制的调控开关几乎就像基因的光开关。所有的基因都有特定的功能,但有些只是在不同的发育阶段短暂地发挥作用。当这个过程出错时,它可能会破坏植物正确生长或抵抗疾病的能力。“通过创建玉米调控位点和转录因子的精确图谱,基因表达可以通过靶向这些位点来优化,”这篇论文的第
来源:Florida State University
时间:2021-08-16
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CRISPR基因编辑技术为肥厚型心肌病带来新的见解
一篇论文发表在《美国国家科学院学报》(PNAS)和由贝思普瑞特,加州大学圣芭芭拉分校机械工程教授和主任校园生物工程研究所,描述一个复杂的长期协作的结果,包括斯坦福大学研究人员华盛顿大学和肯塔基大学。这项研究使人们对基因突变如何在细胞水平上导致HCM有了新的理解,并对如何预防HCM有了新的看法。在他们的论文中,作者解释说,已经确定了超过1000种导致HCM的基因突变。它们中的大多数存在于编码肌体蛋白的基因中。肌体蛋白是心肌的结构组成部分,负责产生和调节收缩和松弛。大约三分之一的突变位于-心肌肌凝蛋白,这是驱动心脏细胞收缩的主要蛋白质。心肌和我们身体里的其他肌肉的收缩,是由于运动蛋白肌凝蛋白沿着肌
来源:University of California - Santa Barbara
时间:2021-08-13
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新的CRISPR/Cas9技术可纠正培养的人类干细胞的囊性纤维化
图像:患者微型肠道肿胀反应。萎缩的类器官(左)在forskolin孵育1小时后显示由CFTR离子通道介导的活跃的肿胀反应(右)。绿色染色显示完整的细胞(钙黄素绿色),蓝色显示DNA。Hans Clevers (Hubrecht Institute)的研究人员纠正了在培养的人类干细胞中导致囊性纤维化的突变。他们与UMC乌得勒支大学和Oncode研究所合作,使用了一种名为“启动编辑”的技术,将“错误的”DNA片段替换为健康的片段。这项研究发表在8月9日的《生命科学联盟》上th,表明启动编辑比传统的CRISPR/Cas9技术更安全。“我们
来源:Life Science Alliance
时间:2021-08-11
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CRISPR/Cas9变体技术纠正培养的人类干细胞囊性纤维化
囊性纤维化(Cystic fibrosis, CF)是世界范围内最普遍的遗传性疾病之一,对患者具有严重的后果。肺部、喉咙和肠道中的黏液粘稠,导致器官阻塞。虽然有稀释粘液和防止炎症的治疗方法,但CF还不能治愈。然而,Hans Clevers (Hubrecht Institute)与UMC Utrecht和Oncode Institute合作进行的一项新研究带来了新的希望。纠正CF突变研究人员成功地纠正了人类肠道类器官中导致CF的突变。这些类器官,也被称为微型器官,是模拟CF患者肠道功能的微小3D结构。它们之前由同一个研究小组从CF患者的干细胞中开发出来,并存储在乌得勒支的一个生物银行中。这项发
来源:Hubrecht Institute
时间:2021-08-10
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Nucleic Acids Research|胡家志课题组开发全面评估基因编辑产物新方法
2021年8月8日,北京大学生命科学学院和北大-清华生命科学联合中心胡家志课题组在Nucleic Acids Research杂志在线发表题为“Global detection of DNA repair outcomes induced by CRISPR-Cas9”和“In-depth assessment of the PAM compatibility and editing activities of Cas9 variants”的两篇研究论文。在这两项研究中,研究人员先是“利其器”—开发了可以同时评估Cas9靶向点编辑产物及脱靶活性的新型
来源:北京大学生命科学学院
时间:2021-08-10
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科学家通过化学修饰的RNA CRISPR促进人类细胞中的基因敲除
在今天发表在《细胞化学生物学》(Cell Chemical Biology)杂志上的一项研究中,该团队探索了一系列不同的RNA修饰,并详细说明了修饰引导基因如何将CRISPR活性的效率从未修饰引导基因的2倍提高到5倍。他们还表明,优化的化学修饰将CRISPR靶向活性从48小时延长到4天。研究人员与Synthego公司和新英格兰生物实验室的科学家合作,汇集了一个具有酶纯化和RNA化学专业知识的多样化团队。为了应用这些优化的化学修饰,研究小组瞄准了来自健康捐赠者的人类T细胞的细胞表面受体,以及负责COVID-19大流行的RNA病毒SARS-COV-2所有已知变异所共享的基因序列的“通用”片段。提高
来源:New York Genome Center
时间:2021-08-03
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“罕见疾病”为理解“常见疾病”打开了一扇门
在这项研究中,耶鲁大学的一组研究人员调查了一个神秘的案例:一个小男孩在耶鲁纽黑文医院接受了几天的治疗,原因是腹痛、间歇性发烧、腹泻和口腔溃疡。通过对这名儿童及其健康父母的基因组测序,他们发现这名男孩存在遗传缺陷,阻碍了X染色体上的一种转录因子ELF4,它调节着大量其他基因的表达。然后,在联系了罕见疾病领域的同事之后,研究小组确定了另外两名有类似症状的男性儿童,他们也有ELF4基因变异。这种疾病现在被称为“ELF4 X-linked缺陷”,简称DEX。越来越多的病例正在被确认。“这是非常令人兴奋的开始生病的患者,发现一个意想不到的新基因与一个基本角色在调节炎症。”免疫生物学助理教授这篇发表在7月
来源:Yale University
时间:2021-08-02
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上海交大发表Nature长篇述评:
CRISPR-Cas9高通量功能基因筛选技术在肝癌研究中的应用及发展趋势
上海交通大学医学院附属仁济医院上海市肿瘤研究所覃文新团队在Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology发表题为Exploring Liver Cancer Biology through Functional Genetic Screens的长篇述评[1]。述评全面总结了CRISPR-Cas9功能基因筛选技术在肝癌中的研究进展,阐述了当前利用该技术在探索肝癌发生发展和耐药机制以及开发治疗新靶点新策略等方面的进展,同时对肝癌研究的瓶颈问题与未来发展趋势提出了见解和思考。 &