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最新Nature，Nature子刊公布CRISPR两项突破性成果
生物通报道：作为生命的基本遗传物质，DNA的精准编辑和快速检测一直以来备受关注。近年来，CRISPR/Cas9系统的发现和开发带来了许多新希望。最新Nature和Nature Communications杂志公布了两项重要成果：“Super-Mendelian inheritance mediated by CRISPR–Cas9 in the female mouse germline”，“Engineering of CRISPR-Cas12b for human genome”，分别报道了首次哺乳动物CRISPR-Cas9基因驱动，以及第三种CRISPR-Cas系统。第一篇文章中，加州大
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防止CRISPR基因驱动“外逃”的两个可行策略
他们的发现首次报道在bioRxiv，今天被eLife刊登，表明科学家可以有效地利用合成靶点和分裂驱动来进行基因驱动研究，而不用担心在整个自然种群中造成意外传播。基因驱动（Gene drives），例如广为人知的疟蚊试验，是人工设计用于在种群之间传播的基因包。它们通过一个叫“驱动转换”的过程来实现，在这个过程中，Cas9酶和引导RNA（gRNA）切割基因组特定位置。当DNA断裂被修复后，整个驱动器就会被复制进来。康奈尔大学生物统计与计算生物学系博士后、文章一作Jackson Champer解释说：“基于CRISPR的基因驱动激发了人们的热情，并引起了深切关注，因为它们有可能改变整个物种基因，这就
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"基因编辑婴儿事件"初步调查结果公布
据新华社1月21日报道，记者从广东省“基因编辑婴儿事件”调查组获悉，现已初步查明，该事件系南方科技大学副教授贺建奎为追逐个人名利，自筹资金，蓄意逃避监管，私自组织有关人员，实施国家明令禁止的以生殖为目的的人类胚胎基因编辑活动。 据调查组介绍，2016年6月开始，贺建奎私自组织包括境外人员参加的项目团队，蓄意逃避监管，使用安全性、有效性不确切的技术，实施国家明令禁止的以生殖为目的的人类胚胎基因编辑活动。2017年3月至2018年11月，贺建奎通过他人伪造伦理审查书，招募8对夫妇志愿者(艾滋病病毒抗体男方阳性、女方阴性)参与实验。为规避艾滋病病毒携带者不得实施辅助生殖的相关规定，策划他人顶替志
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两篇《eLife》操纵CRISPR/Cas9“驯化”寄生虫病
在东南亚、撒哈拉以南非洲和拉丁美洲，血吸虫病和肝吸虫感染影响着25多亿人口。乔治华盛顿大学的研究人员成功利用基因编辑工具CRISPR/Cas9第一次“驯服”了寄生虫感染。“我们使用CRISPR/Cas9敲除基因后，动物模型感染症状明显减轻，”首席作者、微生物学、免疫学和热带医学教授Paul Brindley博士说。“我们的研究还表明，这种革命性的新生物医学方法——CRISPR/Cas9——可以用于研究寄生虫，以解决热带气候中的一个主要的公共卫生问题。”CRISPR/Cas9是一项新技术，它使研究人员能够精确定位和消除产生特定蛋白质所需的遗传信息。虽然该工具曾在其他物种中被使用，但目前尚不清楚是
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CRISPR的另类用途
由致病病原体引起的对现有抗生素的耐药性是一个日益严重的问题。据估计，在美国，这一问题危及数百万人生命，每年造成损失超过20亿美元。“我们需要做的是，找出这些细菌的新弱点，”威斯康辛大学麦迪逊分校制药科学教授Jason Peters说，他开发了这个新系统。Jason Peters该技术被命名为Mobile-CRISPRi，科学家用它可以在各种致病细菌中筛选出抗生素的功能。研究人员利用一种细菌繁殖活动，将来自普通实验室菌株的Mobile-CRISPRi转入多种细菌，例如奶酪外皮上安家的很少有研究的微生物。Peters与UCSF的Carol Gross与Oren Rosenberg等人一起设计和测试
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辣味爱好者的福音：辣番茄即将闪亮登场
番茄和红辣椒，这两种颜色鲜艳的蔬菜常作为西餐的配菜，也是中餐喜欢用的原材料。不过，它们除了颜色相同，似乎并没有共同之处。其实，从进化的角度来看，红辣椒还是番茄的远方亲戚，分享着一些共同的DNA。在1900万年前，番茄和辣椒有着共同的祖先，不过之后开始分离。番茄种植起来比较容易，果实肉质多浆，富含营养物质；而辣椒在种植上比较困难，并逐渐产生辣椒素，以抵御掠食者。对于辣味爱好者而言，如果有一种辣辣的番茄，是不是感觉也很美？巴西维索萨联邦大学的研究人员就打算利用最新的基因编辑技术，让番茄也产生辣椒素。他们最近在《Trends in Plant Science》上发表了这一观点。当然，他们的目的并不仅
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首次完成多细胞动物中一个种类的长非编码RNA敲除
中国科学技术大学生命科学学院非编码RNA功能及功能机理研究团队近日在国际期刊《基因组生物学》（Genome Biology）发表了题为Systematic evaluation of C. elegans lincRNAs with CRISPR knockout mutants 的文章，报道了实验室最新的研究成果。该实验室通过优化的基因编辑技术，对秀丽线虫中155个基因间的长链非编码RNA(lincRNA)进行逐一敲除（秀丽线虫已知的全部lincRNA共170个），系统地研究了秀丽线虫中lincRNA的功能。这是第一篇在多细胞动物中利用基因编辑技术、在全基因组水平上、对一个种类的长非编码RN
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中国农业科学院《Nature Biotechnology》
利用CRISPR建立水稻无融合生殖体系
杂交水稻在生活力、抗逆性、适应性和产量等方面优于双亲的现象，对推动农业生产做出了重要贡献。数据显示，杂交水稻目前在我国的年种植面积超过2.4亿亩，占水稻总种植面积的57%，产量约占水稻总产的65%，每年可多养活7000万人口。近日，来自中国农业科学院，中国水稻研究所的研究人员发表了题为“Clonal seeds from hybrid rice by simultaneous genome engineering of meiosis and fertilisation genes”的文章，利用基因编辑技术在杂交水稻中同时敲除了4个水稻生殖相关基因，建立了水稻无融合生殖体系，得到了杂交稻的克隆
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CRISPR基因编辑克服肌肉营养不良治疗障碍
CRISPR基因编辑受天然抵御病毒能力启发，使研究人员通过切除和替换基因组中的突变来改变DNA序列，这种突变有可能治疗多种遗传疾病。Duan和国立卫生研究院以及杜克大学的合作者一起正在研究如何利用CRISPR治疗杜氏肌营养不良（DMD）。DMD患儿携带一种会中断抗肌萎缩蛋白产生的基因突变，如果缺乏抗肌萎缩蛋白，肌肉细胞就会变弱最终死亡，许多患儿失去了走路、呼吸和正常心脏功能所必需的肌肉，就这样短暂的生命画上了句号。“CRISPR从本质上切断了突变，并将基因缝合在一起，”Duan说。他是医学院分子微生物学和免疫学教授。“要做到这一点，CRISPR的分子剪刀（又称Cas9）必需知道在哪里切割，切割
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用CRISPR精确遗传控制害虫
利用CRISPR基因编辑工具，加州大学圣地亚哥分校和加州大学伯克利分校的Nikolay Kandul和Omar Akbari等人设计了一种改变昆虫性别决定和生育能力的关键基因的方法——精确引导不育昆虫技术（precision-guided sterile insect technique，pgSIT）。文章发表在1月8日的《Nature Communications》杂志。研究人员报告，当pgSIT来源的虫卵被引入目标群体后，成年不育雄性出现。这就产生了一种新的、环境友好的、成本相对较低的控制害虫种群的方法。Nikolay Kandul(左)，Omar Akbari“CRISPR技术使我们的团
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Nature展望2019 期待明年关键科学事件
生物通报道：2019年即将到来，Nature在最新期刊中展望了2019，预测了未来一年的关键科学事件。其中与生物有关的包括：极地项目1月，美国和英国的研究人员将前往南极洲，开始他们70多年来对南极洲的最大联合任务。这个为期五年的项目的目的是了解在未来几十年中，看似不稳定的Thwaites Glacier是否会开始崩塌。项目内容包括使用自动水下航行器和贴在海豹上的传感器，研究佛罗里达大小冰川附近的海洋条件。2019年后期，欧洲科学家计划开始钻探南极洲Little Dome C的冰盖，尝试恢复150万年前的冰芯。如果能成功的话，这将会成为最古老的气候和大气条件的原始记录。科研投入Nature指出，
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PNAS：中国学者利用CRISPR/dCas9构建新型遗传操作工具
疟疾与艾滋病、结核病一起被列为全球三大传染性疾病。疟原虫是引起疟疾的真核病原微生物，其中恶性疟原虫的感染致死率最高。分子水平的遗传操作是研究恶性疟原虫病理学以及抗药机制的重要工具。然而，疟原虫中通过同源重组机制进行基因修饰的效率极低，而且恶性疟原虫缺乏可运行RNAi机制的关键原件，因而对疟原虫的研究急需发展一种高效简便的基因编辑工具。 12月24日，国际重要学术期刊《美国科学院院报》PNAS在线发表了中国科学院上海巴斯德研究所江陆斌研究组题为“Epigenetic editing by CRISPR/dCas9 in Plasmodium falciparum”的最新研究成果。文章的
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《Cell》利用CRISPR技术破解古老谜题——DNA复制的最后一块拼图
生物通报道：佛罗里达州立大学的一个研究小组解开了一个古老的谜题——细胞的关键过程到底是如何进行监控的，这对于未来遗传学研究意义重大。这一研究成果公布在12月27日Cell杂志上，由分子生物学David Herbert带领他的博士生Jiao Sima完成。对于细胞来说，DNA等遗传物质定期进行复制，是所有生物体必不可少的过程，这决定了包括从头发颜色，到生物体对疾病的反应等。DNA复制是在20世纪50年代后期发现的，之后虽然全球各地的研究人员都试图了解这一过程是如何被调节的，但依然有许多未解之谜。“这真是一个谜，”Gilbert说，“复制似乎对我们试图干扰它所进行的各种尝试都能避开。虽然现在我们已
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2018年生命科学盘点：年度金句
2018年是进步，也是动荡的一年，从政治动荡对研究的影响到基因编辑婴儿的出生，这一年对于科学界来说确实不容易。The Scientist杂志汇总了今年的名人金句，作为年度总结。跨性别主义（transgenderism）是由于大脑性别与身体性别之间出现差异所致，这一观点并不是那么简单。——瑞典卡罗林斯卡研究所的神经科学家Ivanka Savic谈论寻找引发性别焦虑的生物机制。我不想成为隐私问题的卫道士。 。 。 。但是，如果是合法批准使用公共数据库，或合法发布的私人数据库，并通过它们成功识别出一个可怕的罪犯，那我认为这是一个非常令人兴奋的，而且是谱系数据的创造性使用。——哈佛医学院的医学遗传学家
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Science杂志最受关注的文章（12月）
生物通报道：美国的《Science》杂志由爱迪生投资创办，是国际上著名的自然科学综合类学术期刊，与英国的《Nature》杂志被誉为世界上两大自然科学顶级杂志。Science杂志主要发表原始性科学成果、新闻和评论，许多世界上重要的科学报道都是首先出现在Science杂志上的，比如艾滋病与人类免疫缺陷病毒之间的关系，标志性基因组研究成果等。Science杂志近期下载量最多的文章包括：Dietary fat: From foe to friend?研究人员一致认为，对每个人来说，脂肪与碳水化合的最佳比例不是一成不变的，但是，整体的高质量饮食——低糖和低精制谷物有助于大多数人保持健康体重，降低慢性疾病
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《Science》2018年度十大科学突破公布
生物通报道：今日（12月21日）Science杂志公布了2018年度十大科学突破。今年的Science十大科学突破之首是单细胞水平细胞谱系追踪技术，除此之外，今年的十大科学突破中生物类的包括：细胞如何管理其内含物，进入原始世界的分子窗口，基因沉默药物获批，法医系谱学走向成熟，以及古老的人类“混血儿”。此外今年Science还公布了2018年“科学崩坏”事件，其中包括首例基因组编辑婴儿的诞生。从古希腊“医学之父”希波克拉底的时代起，科学家们就对单个细胞可以发育成拥有多种器官和亿万细胞的成体而感到震惊，这位古希腊医生认为母亲呼吸的湿气有助于婴儿的发育，但现在我们知道是DNA最终协调细胞繁殖和分化的
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《Nature》2018十大科学人物 贺建奎上榜
生物通报道：“Nature’s 10”公布了十大科学人物，其中上榜的华人包括因世界首例基因编辑婴儿而饱受争议的贺建奎，和发现石墨烯超导角度的“神童”曹原。今年下半年，两名基因编辑婴儿的诞生震惊了世界，来自南科大的贺建奎教授因此备受争议。当他在11月份透露了改变两个婴儿的基因组的成果时，“我明白我的工作会引起争议，但我相信一些家庭需要这种技术，我愿意为他们承担批评，”他在一个视频中说，他认为通过CRISPR编辑改变基因组，可以保护她们免受艾滋病毒感染。然而大众的反应比他预期的要强烈。贺建奎因无视重要的道德伦理因素，将婴儿暴露于未知风险中以获得不确定的利益，而被广泛批评。南方科技大学表示让他停薪留
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使用CRISPR的新方法——thgRNA
CRISPR基因编辑在医学、农业等诸多领域越来越流行，它被称为“本世纪最大的科学神话之一”。 CRISPR允许科学家精确地定位和编辑活细胞内DNA，帮助纠正导致遗传疾病的异常，中国已经率先开始进行人体临床试验了。然而，始终有一个问题困扰着科学家们，如何在整合来自他们正在研究的细胞内信息的同时，编程CRISPR系统以靶向DNA。在特拉华大学，化学工程教授Wilfred Chen和他的研究生Ka-Hei Siu设计了靶向大肠杆菌基因调控的新结构——绰号为“小立足点门控gRNA（toehold-gated gRNA，thgRNA）”。传统上，CRISPR/Cas9基因组编辑使用单链核糖核酸（RNA）
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CRISPR基因编辑结果全靠猜？No，部分可预测
CRISPR-Cas9系统已成功用于多个生物的基因组编辑，然而，我们还不能很好地预测特定位点上的编辑结果。为此，英国弗朗西斯•克里克研究所的研究人员对近1,500个目标位点上的编辑结果进行系统分析，发现各个位点之间的编辑精确性差异很大。研究人员发现，编辑精确性与编辑效率相关，并且可根据某些简单的规则来预测编辑结果，如PAM序列上游的第四个核苷酸。他们还发现，插入缺失的图谱受染色质特征的影响。这项结果近日发表在《Molecular Cell》上。“到目前为止，CRISPR对基因的编辑还伴随着不少猜测和试错，”资深作者Paola Scaffidi说。“人们一度认为，CRISPR的结果是
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《Science》改良版CRISPR无需基因编辑，就可治疗多种疾病
生物通报道：一项重要的新研究表明，CRISPR疗法可以在不切割DNA的前提下减少脂肪。来自加州大学旧金山分校的研究人员利用改良版的CRISPR提高了某些基因的活性，可以帮助易肥胖体质的小鼠预防严重肥胖。更重要的是，研究人员还实现了长期的体重控制，并且无需进行基因组编辑。这一研究成果公布在12月13日的Science杂志上。单拷贝突变与人类疾病虽然人体基因组每个个体中每个基因有两个拷贝，分别来自父本和母本，但是之前的研究发现告诉我们，至少有660个基因，只要突变一个拷贝就会导致疾病，其中一些是毁灭性的。严重肥胖也是其中一种情况。单个拷贝的SIM1或MC4R基因发生突变——这两个基因都是对调节饥饿
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