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首次探究人类基因组的3D形状对免疫力强弱的影响
根据今天发表在《Nature Genetics》杂志上的研究，人类基因组的三维结构对于提供快速而有力的炎症反应是必不可少的，但对于将一种细胞类型重新编程为另一种细胞类型却出人意料地不重要。这一发现揭示了基因组折叠方式与细胞功能之间的基本关系。每个人类细胞都有一根两米长的基因组，在细胞核内它们被压缩成10微米。折叠不仅仅是一个包装基因组的解决方案，它还帮助基因与其他基因或一个可能位于染色体上相当远的调控元件进行物理接触，这对细胞功能至关重要。基因组的精确三维结构是由结构蛋白编织在一起的。CTCF是这些结构蛋白中最突出的一种。总的来说，它有助于形成基因组的整体三维结构，包括胚胎发育、DNA修复和细
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当癌细胞不能自己制造脂肪时，它们会吃的更多
知道癌症下一步会做什么可以减少它对治疗产生抵抗力。加拿大一项新的研究调查了癌症是如何通过新陈代谢来克服治疗的。多伦多大学唐纳利细胞与生物分子研究中心分子遗传学教授Jason Moffat和文章主要作者研究助理Michael Aregger说：“新陈代谢使癌细胞获得耐药性，导致一些临床试验失败，如果你知道细胞是如何适应扰动的，也许我们可以更具体地针对它们，以避免产生抗力。”这项研究还分别由唐纳利中心的大学教授和分子遗传学教授Brenda Andrews和Charles Boone以及明尼苏达大学双城分校的计算机科学教授Chad Myers领导。这项发表在《Nature Metabolism》杂志
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人类肉眼不可见的福尔摩斯：一种合成微生物
为了鉴定物体的来源地，研究人员开发了一种合成微生物系统 这种DNA条形码孢子可以喷洒在农作物、制成品等物品表面，数月至数年后还能被检测到 这种条形码孢子是安全的，它们来自普通和安全的微生物菌株，而且不能在野外生长 利用该技术可以帮助确定食源性疾病的来源每年约约有4800万美国人因食源性病菌患病，导致约128000人住院治疗，3000人死亡。这一公共卫生问题因产品召回造成数十亿美元的经济损失而雪上加霜，凸显了迅速准确确定食源性疾病来源的必要性。然而，随着全球供应链对消费者可获得的各种食品的日益复杂，追踪受污染物品的确切来源的任务可能会变得困难。哈佛医学院的科学家们开发出了一种新的解决方案，可以帮
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用基因“魔剪”对抗恶性肿瘤，新研究初步证实可行
陈振鹏 科技日报记者 盛 利日前，《自然·医学》在线发表了全球首个CRISPR用于肿瘤治疗的人体I期临床试验结果，该研究的试验对象是晚期非小细胞肺癌患者，通过使用“魔剪”技术编辑非小细胞肺癌患者T细胞的PD-1基因后再回输到患者体内展开治疗。在第三代基因编辑中，外号“魔剪”的CRISPR/Cas9基因编辑技术已广泛应用于各种临床研究中。此次发表的研究论文，进一步证实了CRISPR基因编辑在肿瘤治疗领域的可行性。CRISPR/Cas9是一种用来搜索、剪切、替换DNA特定序列的特殊DNA剪切系统。与传统限制性内切酶相比，它可以识别多个不同的DNA位点，相当于一个“可调的分子剪刀”。此次I期临床试验
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Nature Microbiology：近50年，甲肝病毒研究里程碑式突破
甲型肝炎病毒（HAV）如何进入肝细胞并引发感染是50年来的一个谜。HAV是近代发现的人类病原体，虽然有疫苗，但没有治疗方法。这种病毒每年仍在全球感染140多万人，它在美国造成越来越多的肝炎病例，有些是致命的。起初感染者症状非常轻微或没有症状，尤其是儿童。症状持续8周甚至更长时间的患者通常会出现恶心、呕吐、腹泻、黄疸、发烧和腹痛。初次感染后，10%到15%的感染者在头六个月内症状复发。急性肝衰竭很少见，但在老年人中更为常见。北卡罗来纳大学医学院Stanley M. Lemon实验室利用CRISPR-Cas9基因编辑技术，精确定位了一种糖脂肪酸分子，发现了被称为神经节苷脂（gangliosides
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中国学者Nature Methods研发显著降低基因编辑脱靶效应的单碱基编辑工具
CRISPR/Cas9的衍生工具单碱基编辑技术可以在不切断DNA双链的情况下实现单核苷酸的定向突变，为治疗单碱基突变引起的遗传性疾病带来了希望。因此，自2016年首次报道以来受到了广泛的关注。但从2019年，单碱基编辑工具的安全性受到了质疑。杨辉、高彩霞、Keith Joung、David Liu等国内外多个研究团队发文报道了单碱基编辑器导致大量的DNA和RNA脱靶效应，临床应用存在严重安全风险。来自中国农业科学院基因组所的研究人员发表了题为“A rationally engineered cytosine base editor retainshigh on-target activity
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《Cell》活的、整只哺乳动物单细胞谱系追踪
所有生命体都有自己的家谱，包括一只老鼠。对单独的有机个体来说，如果每个细胞都有属于自己的传记信息和所在的位置，那么，研究人员就能从中学到许多关于发育、衰老和疾病的知识。坏消息是，侵入性的细胞评估技术会令追踪组织或有机体发育的家谱仅限于一小群细胞，或者结果扭曲的让人不敢确信。好消息是，一项新技术已经开发出来了，它承诺可以将细胞的详细分子读数（例如转录指纹）与细胞的祖先信息结合起来。这项技术被称为CRISPR列阵修复血统追踪（CRISPR Array Repair Lineage tracing，CARLIN），由波士顿儿童医院干细胞研究项目和Dana Farber癌症研究所/哈佛医学院的科学家开
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许琛琦研究员受邀在Cancer Cell发表T细胞治疗相关研究preview文章
5月13日，中国科学院分子细胞科学卓越创新中心（生物化学与细胞生物学研究所）许琛琦研究员受邀在国际学术期刊Cancer Cell发表了题为“Screening for the next-generation T cell therapies”文章，对最近发表在Cell的T细胞治疗的研究工作进行了导读和展望。 基因改造免疫细胞（如CAR-T，TCR-T细胞等）的过继转移对于癌症免疫疗法具有良好的效果，但目前在临床上的应用仍局限于
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《Nature》子刊：单细胞测序+CRISPR=更快捷准确的靶向测序
通过干扰特定基因的表达并观察这种变化如何影响其他基因表达，研究人员可以了解被干扰基因在细胞中的作用。新技术微扰测序（Perturb-seq）就可以提供如此前所未有的细节和深入的洞察，但是技术和实际障碍限制了Perturb-seq的使用。生物公司10X Genomics与普林斯顿大学以及加州大学旧金山分校的Britt Adamson研究员合作在《Nature Biotechnology》杂志上发文，旨在改变这种状况。“我们对这种方法提出了几点改进，这些改进共同为在更大范围内执行Perturb-seq筛选和组合微扰奠定了基础，”Adamson说。Perturb-seq的第一步是扰动一组靶基因。这是
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癌症复发之痛：肿瘤强大再生能力背后的真实驱动力
肿瘤不是均匀的细胞团，例如结肠癌具有与肠壁功能细胞相似的分化样细胞和多能干细胞，即肿瘤干细胞。后者促进肿瘤生长并引起转移。由巴塞罗那生物医学研究院大肠癌实验室负责人Eduard Batlle领导一组科学家已经证明，结肠癌干细胞多能性的本质在于它们合成蛋白质的能力，这一点可作为靶点进一步研究。“目前的结肠癌治疗并不有效，因为它们不能消除所有的多能干细胞，当通过实验方法去除肿瘤干细胞后，其他分化的细胞也可以恢复到多能状态并使肿瘤再生，这一现象我们称之为可塑性，”Batlle解释。在这项研究中，他们观察到了肿瘤中的蛋白质合成发生在与肿瘤干细胞巢相吻合的特定区域。此外，肿瘤表现出一种蛋白质生产梯度，一
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一把“双刃剑”插入两大细菌防御系统
细菌VS噬菌体，它们之间存在着永无止境的战争，为了保护自己免受恶意入侵，细菌学会了在基因组特定位置甲基化来标记自己的遗传物质，而未被标记的DNA（如噬菌体DNA）就会被一大群核酸内切酶识别、切割，最终降解，即细菌的限制修改（restriction modification，RM）系统。反过来，噬菌体也学会了利用DNA模拟蛋白来逃避RM系统，一种在化学上“看起来”像DNA的蛋白质可以与细菌限制性复合物结合，阻止其与真正的噬菌体DNA结合。Skoltech科技研究所的博士生Artem Isaev和来自特拉维夫大学（Tel Aviv University）和菲利普莫里斯国际研发中心（Philip M
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江苏师范大学最新论文：一种提高植物RNA靶向效率和基因编辑效率的高效表达载体
近日，江苏师范大学生命科学学院甘薯研究团队在植物科学权威期刊《Plant Biotechnology Journal》（2019年即时影响因子8.5）在线发表了题为《Improving CRISPR‐Cas‐mediatedRNA targeting and gene editing using SPLCV replicon‐based expression vectors inNicotiana benthamiana》的研究论文，论文开发了多种基于SPLCV复制子的高效植物表达载体，可显著提高LwaCas13a在植物中的RNA靶向效率，同时也能显著提高SpCas9/LbCas12a在植物中
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Science子刊通过基因编辑，逆转糖尿病
在最新一项研究中，研究人员从患有罕见的遗传性胰岛素依赖型糖尿病的患者的皮肤中采集细胞，生成诱导多能干细胞，进而转化为产生胰岛素的细胞，之后通过基因编辑工具CRISPR-Cas9，校正导致该综合征的遗传缺陷，结果证明将细胞植入实验室小鼠后，逆转了糖尿病！这一发现公布在4月22日的 Science Translational Medicine杂志上。这一发现表明，CRISPR-Cas9技术有望用于治疗糖尿病，尤其是由单一基因突变引起的糖尿病形式，未来也有可能用于治疗一些较常见糖尿病患者，例如1型和2型。文章作者，华盛顿大学医学与生物医学工程学助理教授Jeffrey R. Millman博士说：“这
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Science子刊开发CRISPR非天然氨基酸偶联技术提高基因编辑效率
基因编辑技术近年来飞速发展，CRISPR/Cas9技术因其低成本简单高效，极大的助力了基因治疗时代的到来。利用CRISPR/Cas9对靶基因进行切割，进而通过供体DNA模板介导的同源重组修复机制来实现精准基因编辑具有广泛的应用前景。然而在哺乳动物细胞中的同源重组的效率很低，大大限制该技术的应用。如何提高同源重组频率从而提高精准基因编辑效率是CRISPR/Cas9在生物医药领域应用中亟待解决的重要问题之一。基于这一科学问题，北京大学药学院刘涛和北京大学第三医院李默研究团队通过基因密码子扩展技术将含有叠氮基团的非天然氨基酸定点修饰到Cas9蛋白上，通过直接或者间接与DBCO修饰的oligo-DNA
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当诊断遇上CRISPR
一个国际研究小组在《Nature Biomedical Engineering》杂志上发文报道，尿液采样与CRISPR相结合可以改善肾移植患者的诊断检测现状。这一新的检测方法可以筛选感染肾脏移植患者常见病毒：巨细胞病毒（CMV）和BK多瘤病毒（BKV），以及CXCL9，它们的mRNA会在急性细胞肾移植排斥反应中表达增加。文章作者，Michael Kaminski博士说：“大多数人在想到CRISPR时，都会想到基因编辑，但是这种工具在其他应用中也具有巨大潜力，尤其是便宜且快速的诊断。”关键需求肾脏移植患者需要服用抑制其免疫系统的药物，减少器官被排斥的机会。但这增加了他们因感染而生病的风险。密切监
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《Nature》指出：治疗阿尔兹海默，不让废物tau进入脑细胞即可
普遍认为tau蛋白是导致阿尔兹海默症和慢性创伤性脑病等神经退行性疾病的罪魁祸首。事实上，tau大量存在于我们脑细胞内，它通常的作用是维持神经元结构和稳定性，并帮助营养物质从细胞的一部分转移到另一部分。当tau错误折叠时，它变得粘腻不溶解，聚集在神经元内形成神经纤维缠结，扰乱神经元功能，最终杀死神经元。更糟糕的是，仅少量的错误折叠tau就能将邻近细胞转化为功能紊乱、濒临死亡的脑细胞。“异常形式的tau从一个细胞扩散给另一个细胞，这让人想起了生物学上已知的朊病毒病，如疯牛病，”加州大学圣芭芭拉分校的神经学家Kenneth S. Kosik说。真正的朊病毒通过受感染的组织或体液传播，而朊病毒样疾病，
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意外！沉默一个基因即可彻底逆转小鼠1型糖尿病
1型糖尿病（曾被称为青少年糖尿病）患者体内几乎无法生产胰岛素，因为他们的免疫T细胞错误地将产生胰岛素的β细胞识别为威胁并杀死它们，导致胰岛素完全缺乏。由此产生的混乱必须通过终生的饮食、血糖测量和胰岛素注射来控制。1型糖尿病折磨着全世界多达2000万人，还容易导致青光眼、神经损伤、高血压和中风。在美国，患者的平均寿命缩短了十多年。威斯康星大学麦迪逊分校（University of Wisconsin Madison）生物分子化学教授Feyza Engin在《Cell Metabolism》杂志上发表了这项新研究。“问题是，根据血清抗体，我们可以预测谁会在几年内患上1型糖尿病。但临床医生除了送他们
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关于CasRx在动物体内靶向沉默RNA的应用成果
2020年3月18日，《蛋白质与细胞》期刊在线发表了《Cas13d介导的肝脏基因表达下调对代谢功能的调控》的研究论文，该研究由中科院脑科学与智能技术卓越创新中心（神经科学研究所）、上海脑科学与类脑研究中心、神经科学国家重点实验室杨辉研究组和上海科技大学生命科学与技术学院黄鹏羽研究组合作完成。该研究探索了Cas13d家族蛋白CasRx敲低目的基因的最佳sgRNA组合，通过尾静脉注射质粒的方式，将CasRx系统和靶向Pten基因的sgRNA导入到小鼠肝脏细胞中，成功在小鼠肝脏中实现了Pten的高效沉默，证实了CasRx系统在成体动物体内也具有靶向沉默RNA的活性，通过增强下游蛋白AKT的磷酸化，
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Nature Biotechnology发布可以同时编辑多个基因组的新工具：CHyMErA
科学家现在可以同时编辑基因组中的多个位点，了解不同的DNA在健康和疾病中如何协同作用。基于CRISPR的DNA编辑技术能帮助研究人员通过任何人类基因的精确缺失来解析其功能，从而彻底改变了人类基因组的研究。但是要了解基因的功能仍然具有挑战性，因为无法做到在同一细胞中同时去除多个基因或基因片段，这样才能完整了解基因的功能。对于科学家来说，了解基因组的不同部分在正常生理和疾病情况下如何协同工作十分关键。现在，来自唐纳利细胞与生物分子研究中心的分子遗传学教授Benjamin Blencowe和Jason Moffat的团队研发了一种新工具，可以适用于Cas Hybrid，用于多种编辑和筛选应用，该方法
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《柳叶刀》第二例HIV患者已经被治愈了
这是全球第二例通过干细胞移植被治愈的HIV感染者，尽管这种治疗费用昂贵，而且只适用于一部分病人，但这是一个好的开始。HIV患者接受了带有抗HIV基因的捐赠者的干细胞移植，在停止抗逆转录病毒治疗30个月后，患者血液中无活跃的病毒感染。与第一例被治愈的HIV病人一样，该名患者体内虽然没有主动的病毒感染，但组织样本中仍残留着整合的HIV-1的DNA。研究人员认为，这些DNA可以被视为“化石”，因为它们不太可能复制病毒。今天的这篇文章代表，9年前在柏林病人身上首次报道的干细胞移植治疗HIV成功是可复制的。2011年，柏林患者接受了类似的治疗，三年半后报告被治愈了。柏林患者的治疗流程：首先接受全身辐射，
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