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Cell杂志最受关注的八篇文章（10月）
生物通报道：Cell创刊于1974年，现已成为世界自然科学研究领域最著名的期刊之一，并陆续发行了十几种姊妹刊，在各自专业领域里均占据着举足轻重的地位。Cell以发表具有重要意义的原创性科研报告为主，许多生命科学领域最重要的发现都发表在Cell上。本月《Cell》前十名下载论文为： Personalized gut mucosal colonization resistance to empiric probiotics is associated with unique host and microbiome featuresPost-antibiotic gut mucosal microb
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调节RNA剪接研究的一个通用的CRISPR遗传调控平台
RNA剪接是真核细胞基因表达中非常重要的一个生物过程，通过RNA剪接，可以产生许多具有功能的、带有编码信息的mRNA（信使RNA），对生物发育及进化至关重要。选择性剪接是使多细胞生物蛋白质组多样化的主要机制。新一代测序(NGS)已经发现前所未有数量的剪接异构体，其中许多与各种生理和病理条件有关，如50%以上致病突变会影响剪接，因此有效并且精确调节剪接方法与许多人类疾病治疗相关。然而，绝大多数剪接事件的功能仍然难以捉摸，剪接过程本身可以与其他重要的分子过程紧密结合，包括促进转录和翻译。来自上海交通大学医学院、中国科学院上海生命科学研究院健康科学研究所常兴研究员发表了题为“Genetic Modu
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CRISPR/Cas9基因编辑脱靶效应研究新论文
华中农业大学棉花团队在Plant Biotechnology Journal上发表了关于基因编辑脱靶效应研究的论文，揭示在CRISPR/Cas9编辑的棉花植株中，脱靶突变很少更多地是受体材料固有遗传或/和体细胞无性系变异。华中农业大学植科院三位博士生李健英、Hakim和孙琳为并列第一作者，金双侠教授为该论文通讯作者。基因组编辑技术是当前生命科学研究的前沿领域，CRISPR/Cas9系统已用于治愈人类遗传病、实现细胞个性化治疗、开发新药、作物遗传改良等领域。CRISPR/Cas9技术依赖于Cas9核酸酶在gRNA指导下在PAM位点的上游3个碱基的位点切割目标DNA（On-target），但也会切
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干细胞+基因编辑=哺乳动物同性繁殖
“我们对哺乳动物为什么只能进行有性繁殖问题很感兴趣，过去的结合生殖和再生研究已经取得了一些发现，所以，我们试图找出带有基因缺陷的单倍体胚胎干细胞是否能生产出更多具有两个雌性亲代，甚至两个雄性亲代的正常小鼠，”文章共同通讯作者周琪研究员说。一些爬行动物、两栖动物和鱼类的同性亲本可以繁殖，但是，哺乳动物即使借助体外受精技术也很难做到这一点，这仍然是一种挑战。在哺乳动物中，由于某些母系或父系基因在生殖细胞发育过程中被一种叫做“基因组印迹（genomic imprinting）”的机制切断，所以后代未同时从母系和父系接收遗传物质的，就可能经历发育异常或无法存活。通过删除未成熟卵中这些印迹基因，之前报道
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Cell：新基因条码技术 识别关键癌症免疫基因
西奈山医学研究院的科学家开发了一项可以同时分析数百种基因功能的新技术，分辨率可达单细胞水平。该技术依赖于以一种新蛋白为基础的条形码技术，文章发表在《Cell》杂志。21世纪初，人类基因组计划测序了超过20000个蛋白质编码基因，至今科学家们还没能表征完所有单个基因的许多功能。人类基因组如何工作，如何使用这些知识预测、预防、治疗甚至治愈疾病，这些都仰仗深入的基因功能研究。2012年和2013年，科学家建立了一种强大的基因编辑新方法（CRISPR）来确定基因功能，从此CRISPR在科学界掀起了一场风暴。然而，使用CRISPR来研究成千上万个基因及其众多可能的功能，仍然是不小的挑战。为此，西奈山伊坎
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华人先锋《Cell》发表CRISPR技术重要进展
生物通报道：斯坦福大学亓磊（Lei Stanley Qi）教授早年毕业于清华大学，现任斯坦福大学生物工程学、化学和系统生物学系的助理教授，近年来他在CRISPR研究领域取得了一系列突破性进展，比如第一次采用CRISPR-Cas9系统的变种技术，改变了读取诱导多能干细胞(iPSCs)基因组的方式（由此入选了生物通的2016年生命科学风云人物）。2013年，亓磊研究组在Cell发布论文介绍了课题组开发的基因沉默技术。研究人员将CRISPR用于基因表达序列特异性调控的平台，研发出了一种基于Cas9的基因调控方法。他们将这个系统称为CRISPRi，并指出这种RNA导向的DNA识别平台是基因组范围内基因
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中国学者Cell Stem Cell重要成果：来自两个爸爸的胚胎
来自中科院动物研究所的研究人员发表了题为“Generation of Bimaternal and Bipaternal Mice from Hypomethylated Haploid ESCs with Imprinting Region Deletions”的文章，首次获得具有两个父系基因组的孤雄小鼠，证实了即便在最高等的哺乳动物中，孤雄生殖也有可能实现。 这一研究成果公布在10月11日的Cell Stem Cell杂志上，由中国科学院动物研究所和中国科学院干细胞与再生医学创新研究院完成。中国科学院动物研究所胡宝洋研究员、周琪研究员和李伟研究员为论文的共同通讯作者；博士后李治琨、王乐韵、
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两篇Nature Biotechnology发布中科院基因编辑研究新成果
中国科学院遗传与发育生物学研究所10月1日连发两篇Nature Biotechnology文章，分别运用基因编辑技术精准靶向多个产量和品质性状控制基因的编码区及调控区，加速了野生植物的人工驯化；以及构建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。在第一篇文章中，中科院许操研究组和高彩霞研究组合作，选用天然耐盐碱和抗细菌疮痂病的野生醋栗番茄(Solanum pimpinellifolium) 为基础材料，运用基因编辑技术精准靶向多个产量和品质性状控制基因的编码区及调控区，在不牺牲其对盐碱和疮痂病天然抗性的前提下，将产量和品质性状精准地导入了
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《PNAS》八大热点文章
生物通报道：《PNAS》（美国国家科学院院刊）是与Nature、Science齐名，被引用次数最多的综合学科文献之一，PNAS收录的文献涵盖生物、物理和社 科学，主要内容包括具有高水平的前沿研究报告、学术评论、学科回顾及前瞻、学术论文以及美国国家科学学会学术动态的报道和出版。近期其最受关注的文章（生物类）如下：Maps of subjective feelings2014年PNAS的一篇关于人体情绪地图的文章（Bodily maps of emotions）令人印象深刻，研究指出外界刺激致使人们情绪发生变化时，身体总能先一步做出反应，由此芬兰的科学家根据人们在经历某些情绪时的反应，绘制了人体的
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背靠背两篇《Nature Medicine》推进产前基因编辑
苯丙酮尿症是一种代谢紊乱疾病，如果新生儿被诊断患有这种遗传病，就需要采用特殊饮食，以便苯丙氨酸不会在体内积累。过量的苯丙氨酸会延缓婴儿的智力和运动发育，如果不及时治疗，儿童会遭受严重的精神残疾。造成这种代谢紊乱的原因是一个名为苯丙氨酸羟化酶（phenylalanine hydroxylase，Pah）的编码基因突变，这种酶由肝细胞生产，可以代谢苯丙氨酸。它是常染色体隐形遗传病，如果孩子从母亲那里遗传了一个突变基因，再从父亲那里继承了一个，那么就会出现这种疾病，到目前为止，还没有治愈方法。在中国，苯丙酮尿症群体数量庞大，他们被称为不食人间烟火的孩子，出生时与正常孩子一样，如果疏于早期筛查，按普通
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改良CRISPR工具 产前编辑致病基因
科学家们首次在实验动物体内进行产前基因编辑试图阻止致命的代谢紊乱疾病，为出生前治疗人类先天性疾病提供了可能。费城儿童医院（CHOP）和宾夕法尼亚大学医学院的研究发表在今天出版的《Nature Medicine》上，证明了产前基因编辑的低毒性。使用CRISPR-Cas9和碱基编辑器3（BE3）工具，研究小组通过靶向操纵尚处于子宫中的健康小鼠的降低胆固醇水平的调控基因，他们还使用产前基因编辑来改善肝功能，预防基因突变导致的致命性肝脏遗传病（1型遗传性酪氨酸血症，HT1）。人类的HT1通常发生在婴儿时期，治疗方法主要是药物（nitisinone）配合严格饮食控制。但是，治疗往往失败就会导致肝衰竭或肝
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《Cell》CRISPR关键论文受质疑 17个实验室提出效率问题
生物通报道：由全球17个实验室组成的一个研究团队公布了最新研究成果，针对一项高引用论文提出质疑，原始论文报道了热门技术：CRISPR的条件性敲除小鼠平台，而9月1日发布在bioRxiv上的预印论文指出，实际上这种技术的效率低得多。2013年，Whitehead生物医学研究所的遗传学家Rudolf Jaenisch利用CRISPR/Cas，构建出了带有条件性等位基因的小鼠，以及携带着多个标记基因能够报告这些基因是否正在表达的小鼠。这开辟了新的研究途径，大大加快构建基因修饰动物的速度。这篇题为“One-Step Generation of Mice Carrying Reporter and Co
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CRISPR-Cas9靶向突变 探索眉毛浓密的遗传机制
眉毛浓密与遗传密切相关，但是相关研究却比较少，来自中科院上海生命科学研究院（营养与健康研究院）计算生物学研究所汪的一组研究人员发表了题为Genome-wide Association Studies and CRISPR/Cas9-mediated Gene Editing Identify Regulatory Variants Influencing Eyebrow Thickness in Humans”的文章，首次针对东亚汉族人群以及维族混合人群的眉毛浓度，通过全基因组关联和CRISPR技术，探索了影响眉毛浓密程度的遗传因素。这一研究成果公布在9月24日的PLOS Genetics杂志
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CRISPR-Cas9抗乙肝病毒研究又获新进展
日前，解放军疾病预防控制所宋宏彬研究员和军事科学院军事医学研究院微生物流行病研究所孙岩松研究员带领科研人员联合攻关，首次利用VIII型腺相关病毒（AAV8）介导小型化CRISPR-SaCas9系统通过剪切HBV转基因小鼠体内的HBV DNA，高效抑制了小鼠血清及肝组织中的乙肝病毒标志物，进一步证实了CRISPR-Cas9技术在乙肝基因治疗中的潜力。乙肝是目前世界范围内引起肝炎性死亡人数最多的疾病。世界卫生组织发布的《2017年全球肝炎报告》显示，2015年全球共有2.57亿人感染乙肝病毒，其中有超过2000万人发展为慢性乙肝，慢性乙型肝炎可发展为肝硬化、肝癌进而导致死亡。而目前的临床治疗药物尚
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Cell首次公布新兴RNA编辑：CRISPR-Cas13d的细节
生物通报道：在过去几年中，CRISPR-Cas9已经迈过了实验室的限制，进入了临床研究的阶段。这种基因编辑工具CRISPR-Cas9可以纠正个体细胞内的缺陷，未来可以治愈或预防多种人类疾病。但Cas9系统改变的是DNA，而不是RNA，一些专家认为CRISPR平台实际上也可以用于修改RNA。现在，Salk研究所的科学家们首次报道了CRISPR-Cas13d的详细分子结构，这是一种可用于新兴RNA编辑技术的酶。研究人员通过低温电子显微镜（cryo-EM）对酶进行了剖析，这将有助于大家了解CRISPR系统在RNA编辑方面的细节机制。这一研究成果公布在9月20日的Cell杂志上。文章作者，Salk研究
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如何利用CRISPR研究癌症：筛选癌症新靶标
生物通报道：一个小小的p63在胚胎发育过程中具有重要的作用，如果缺失它，就会导致出生缺陷，如cleft palette，手指融合甚至肢体缺失。不过一旦这个早期的工作完成，p63就会回归沉默，从那时起安静地待在基因组中，除非它被意外重新激活。而当p63在成人基因组中重新被激活时，结果可能是癌症，之前的研究发现皮肤，肺，乳房和头颈部发现的所有鳞状细胞癌中有超过一半的出现了过量p63活性。因此科学家们已经知道了p63可以驱动鳞状细胞癌，但问题是如何处理它。因为简单地关闭p63当然是不可能的，如何能干扰p63的作用，保护患者免受癌症影响，这才是问题的关键。来自美国科罗拉多大学癌症中心的Joaquin
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赛默飞世尔获得两项CRISPR专利许可
生物通报道 赛默飞世尔科技公司周二宣布，它已获得Broad研究所和ERS Genomics的CRISPR技术许可，以加强其基因组编辑的知识产权（IP）组合。根据协议的条款，赛默飞将获得与CRISPR技术有关的产品、工具和研究服务的全球非独家许可。这项交易的财务条款没有披露。赛默飞合成生物学部门的副总裁兼总经理Helge Bastian表示：“作为生命科学领域内适用性最广的技术平台之一，基因组编辑有望进一步揭开DNA元件和基因的功能，并推动新型药物和疗法的开发，包括细胞疗法。”“这些许可扩大了我们业界领先的基因组编辑能力，并证明了我们一贯以来的承诺，让我们的客户能够在其研究项目中充分
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戒毒——基因编辑表皮干细胞
目前，治疗可卡因成瘾或过量服用缺少批准药物。频繁暴露往往让人对这类药物越来越不敏感，导致更强或更频繁地剂量使用，典型的后果是上瘾。即使长时间戒断，往往也会复吸。9月17日，《Nature Biomedical Engineering》杂志报道了一篇来自芝加哥大学麻醉和危重病学教授Ming Xu课题组和癌症研究助理教授Xiaoyang Wu课题组的文章。他们描述了一种新方法，在小鼠身上测试结果显示可降低可卡因欲望，预防过量服用。“我们开发了一种能高效降解可卡因的酶，”Xu说。“我们用CRISPR基因编辑工具在细胞中引入这个目标基因而不影响其他基因。我的同事Xiaoyang开发了一种技术，可将转基
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美国战场：CRISPR专利之争落下帷幕
美国联邦巡回上诉法院（US Court of Appeals for the Federal Circuit）裁定，Broad研究所、MIT和哈佛大学应得基因编辑技术CRISPR关键专利，加州大学伯克利分校挑战失败。具体而言，法院确认，专利审判和上诉委员会（PTAB）在2017年2月作出的裁决Broad研究所的CRISPR应用专利不侵犯伯克利和维也纳大学早些时候提交的CRISPR专利申请。这意味着，Broad研究所将继续拥有在真核生物中使用CRISPR基因编辑的知识产权，而这是该技术最有利可图的应用领域。“PTAB的决定即使你不同意它的内容，它仍然是彻底的以及合理的，所以联邦巡回法院除了肯定别
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Science综述：DNA读写和分子记录仪的新兴应用（二）
文章回顾：Science综述：DNA读写和分子记录仪的新兴应用（一）2）伪随机DNA编写器有两种主要类型的伪随机DNA编写器，第一类依赖于位点特异性核酸酶（如CRISPR-Cas9）产生的靶向双链DNA（dsDNA）断裂，然后通过非同源末端连接途径（NHEJ）易错修复断裂。在此过程中，每个单细胞可以获得靶位点中的伪随机突变特征（即插入缺失突变）。一些研究使用这些突变特征作为条形码，在斑马鱼和其他小动物胚胎发育过程中原位追踪细胞谱系。拓展这些分子记录器的编写周期，可以得到进化条形码。这种记忆框架是通过将前间区序列邻近基序（简称PAM）工程插入gRNA编码位点得以创建，从而产生在条形码迭代周期中自
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