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华人学者Nature子刊发文：以前被忽略的“遗传垃圾”在皮肤细胞分化和再生中起关键作用
随着空气的不断干燥和温度的下降，每年与手和皮肤干燥作斗争的时刻开始了。而近期一项美国西北大学的新研究发现了在皮肤深处控制皮肤修复和更新的新机制。这一发现公布在Nature Communications杂志上。皮肤的屏障功能能抵抗冬季的寒冷，并为我们的身体保水。皮肤的外层表皮不断翻新，替换死细胞或受损的细胞，产生新的细胞增强屏障功能，治愈损伤。负责这项研究的西北大学的鲍小敏（Xiaomin Bao，音译）说：“每个月我们都覆盖上一层新的表皮。问题是这个过程涉及什么机制？”遗传垃圾科学界已经了解了不少有关蛋白质的知识，这些蛋白质是各种细胞活动的主力军。但是，蛋白质仅由不到2％的人类基因组编码。关于
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中国基因编辑疗法如何落地？首个获批临床试验治β地中海贫血
澎湃新闻记者从国内基因编辑领域先锋博雅辑因（EdiGene, Inc.）获悉，1月18日，该公司宣布中国国家药品监督管理局药品审评中心已经批准其针对输血依赖型β地中海贫血的CRISPR/Cas9基因编辑疗法产品ET-01的临床试验申请。这是国内首个获国家药监局批准开展临床试验的基因编辑疗法产品和造血干细胞产品。博雅辑因成立于2015年，总部位于北京，在广州以及美国剑桥设有分公司。官网介绍，博雅辑因是一家致力于通过国际前沿的基因组编辑技术，为多种遗传疾病和癌症加速药物研究以及开发创新疗法的生物医药企业。澎湃新闻记者此前报道，2020年10月27日，博雅辑因宣布中国国家药品监督管理局药品审评中心正
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VLP-mRNA递送技术：打通基因编辑体内治疗的最后一公里
自最早的基因编辑工具问世至今，基因编辑技术已经有近30年的历史了。特别是2012年以来，随着CRISPR的横空出世，基因编辑技术日渐趋于成熟。然而遗憾的是，相对于基因编辑工具本身的快速进化，其递送技术的发展极其缓慢和困难。而递送之于基因编辑治疗的重要性如同火箭之于登月。由于递送技术的滞后发展，体内基因编辑治疗的临床应用困难重重，整个领域都在期待递送技术的突破。诺奖得主Jennifer Doudna在2020年初给Nature杂志撰写的综述中，系统论述了基因编辑治疗的前景和挑战。在展望CRISPR美好应用前景的同时，这位今年的诺奖得主发出了‘递送可能仍然是基因编辑体细胞治疗的最大瓶颈’的感叹（D
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上海交大，复旦大学连发Nature Biotechnology等论文，获基因编辑治疗新突破
单纯疱疹病毒（HSV）是人类最常见的病原体。其唯一的自然宿主，就是人类。因此，HSV在人群中的感染极为普遍，至今仍是尚未被攻克的医学难题，既无疫苗可用，也无药物可以根治。HSV根据抗原特性不同可分为HSV-1和HSV-2两种血清型。HSV-1的感染可引起多种疾病。若眼角膜被HSV-1感染，会引起疱疹性基质性角膜炎（HSK），成为导致感染性失明的首要原因。部分病毒性角膜炎患者能通过接收角膜移植恢复透明，但危机并未解除。HSV-1在角膜上皮原发性感染并生产复制后，会沿逆行方向通过眼神经到达三叉神经节。在那里，它们建立了一个病毒贮库。一旦重新激活，疾病便会复发和恶化。在全球范围内，估计每年有150万
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2021技术展望：多功能基因组编辑技术
CRISPR技术彻底改变了基因组编辑和生命科学领域，但要实现高效而精确的编辑还有很长的路要走。典型的CRISPR-Cas9系统生成双链断裂（DSB），并触发DNA修复机制来完成编辑。我们现在知道在DNA修复过程中可能发生不需要的有害编辑。而碱基编辑器不需要DSBs，被认为是一种纠正点突变的有潜力工具。但是，碱基编辑无法插入靶标或进行剔除（indels），这限制了碱基编辑在单核苷酸取代中的应用。为了扩大编辑能力，2020年刘如谦（David R. Liu ）教授在Nature 杂志发表题为“Search-and-replace genome editing without double-stra
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有些人为什么智力缺陷？
GPI锚缺陷会导致智力受损、运动障碍和发育迟缓典型表现。波恩大学和马克斯•普朗克分子遗传学研究所的研究人员利用基因工程的方法制造出了一种能模仿这些病人的小鼠。在动物模型中，GPI锚定缺陷中，基因突变会损害大脑突触上刺激的传递。这可以解释与疾病相关的损害。研究结果发表在《PNAS》上。就像船只在风暴和海浪中锚定在海床上一样，GPI锚（GPI=糖基磷脂酰肌醇）确保特殊蛋白质能附着在活细胞的外面。如果GPI锚基因突变而不能正常工作，细胞间的信号传递和运输就会中断。波恩大学医院基因组统计和生物信息学研究所的Peter Krawitz博士解释说，在GPI锚缺陷中大约有20到30个基因会发生改
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中科院学者Nature Methods发文：首次建立特异敲低环形RNA的CRISPR-RfxCas13d/BSJ-gRNA系统
由外显子反向剪接形成的环形RNA是一类不具有5' 帽子和3' 尾巴的共价闭合RNA分子。转录组学数据分析揭示了多达几十万个环形RNA在不同物种和细胞中差异表达，然而由于环形RNA与其对应的线形RNA在一级序列上完全重复，如何有效区分环形RNA及其对应的线形RNA分子，是环形RNA功能研究的瓶颈，也是该领域有待突破的前沿热点和难点中国科学院分子细胞科学卓越创新中心陈玲玲课题组、李劲松课题组及中国科学院上海营养与健康研究所杨力课题组通力合作，首次建立了特异敲低环形RNA的CRISPR-RfxCas13d/BSJ-gRNA系统，并利用此系统开展环形RNA的功能筛选研究，发现了一系列影响细胞增殖和参与
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交叉学科小组探究影响细胞与表面粘附力的蛋白质修饰
细胞如何粘附在表面并在表面上移动？明斯特大学Michael Hippler教授和中国科学院水生生物研究所Kaiyao Huang教授领导的国际研究小组用衣藻作为模型，通过改变细胞表面蛋白质中的糖修饰改变细胞表面的粘附力，操纵藻类移动。研究结果已经发表在开放获取的科学期刊eLife上。背景和方法为了移动，衣藻的细胞表面有两条线状鞭毛。这种藻类实际上利用这些鞭毛游泳，但它也可以利用鞭毛附着在水面上并沿着水面滑行。研究人员现在想弄清楚藻类的运动和粘附是如何被控制的。”我们发现参与这一过程的细胞表面的蛋白质被某些糖修饰。如果这些蛋白质上的糖链被改变，这就使得它们的特性被改变，”来自明斯特大学植物生物学
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关于扩展CRISPR工具箱的专刊
The CRISPR Journal 2020年12月号是一期关于扩展CRISPR工具箱的专刊。该杂志致力于验证和发表有关CRISPR和基因编辑各个方面的杰出研究和评论，包括CRISPR生物学、技术和基因组编辑，以及影响该领域的关键政策、监管和伦理问题的评论和辩论。一、扩展CRISPR工具箱2020年12月号以“扩展CRISPR工具箱”为主题，收录了8篇研究文章，其中包括丹麦和中国CRISPR Therapeutics和Metagenomi 的文章。正如该杂志的主编Rodolphe Barrangou在本期社论中指出的：“本系列报道了许多这样的进步，尤其是Metagenomi 团队挖掘出了新型
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潜心研发十五年，一种心脏病新药即将进行临床试验
钙化性主动脉瓣疾病不仅是老年人最常见的瓣膜病，也是心脏病的第三大病因。对于那些受影响的人，随着时间的推移，钙开始在他们的心脏瓣膜和血管中积累，直到像骨头一样变硬。最终，血液从心脏的泵送室流向身体受阻，导致心力衰竭。但目前还没有药物治疗。病人所能做的就是等待钙化（或硬化）恶化到需要手术来更换瓣膜。“这种疾病通常早就能诊断出来，随着年龄的增长，心脏瓣膜的钙化会在患者的一生中恶化，”领导这项研究的Gladstone研究所所长、Roddenberry干细胞中心主任Deepak Srivastava说。“如果我们能在生命早期使用有效的药物进行干预，我们就有可能预防疾病的发生。只要减缓病情进展，将需要介入
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《Science》让艰苦的工作变得有趣：可视化正在细胞内工作的蛋白质
生物学家最棘手的任务之一是弄清楚蛋白质如何发挥作用。每种蛋白质的表面都有各种各样的突起、褶皱和裂缝，这些都决定了它的功能。科学家可以很容易地在单个蛋白质上看到这些特征。但是蛋白质并不是单独起作用的，科学家还需要知道蛋白质在一起工作时形成的复合物的形状和组成——他们称之为结构。有了蛋白质复合物结构的精确信息，科学家就有更好的机会设计出有效的药物来阻断或增强复合物的活性，用于治疗。他们还可以更好地预测突变会如何破坏复杂的系统并导致疾病。但是确定蛋白质复合物的结构是一项艰苦的工作。每一个复合体都是不同的，没有一刀切的方法来确定它们的结构，也很少有方法来加速这个过程。最重要的是，产生最精确的结构信息的
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《Cell》Melanie Ott团队发现事关冠状病毒侵染的关键分子
Gladstone研究所、陈扎克伯格生物中心以及加州大学旧金山分校（UCSF）和Synthego公司的研究人员最新确定了人类细胞中冠状病毒赖以生存的关键分子过程。这项结果在12月1日被《Cell》杂志接收，对发现靶向药物治疗现有和未来冠状病毒都很重要。“我们这项研究的独特之处在于，我们不仅研究了SARS-CoV-2，还同时研究了其他冠状病毒，”Gladstone病毒研究所所长Melanie Ott说。“这给我们提供了一个可以广泛抑制许多冠状病毒的药物靶点的好主意。”冠状病毒是病毒的一个大家族，包括普通感冒病毒和更严重的病毒。2002年导致致命的SARS流行的SARS-CoV病毒是一种冠状病毒，
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中科院学者NSR发文：运用干细胞技术快速制备新冠小鼠模型
为打赢抗击新冠肺炎疫情之战，制备用于新冠肺炎药物开发和疫苗测试的动物模型迫在眉睫。但是，最常用的模式动物小鼠因为其病毒受体ACE2与人类有较大区别，对SARS-CoV-2不易感，需要应用各种手段使之易感，例如在小鼠内表达人的ACE2（hACE2），由于ACE2的表达具有细胞类型特异性，一般仅有基因敲入的方法可以达到细胞类型特异性的精确模拟。 来自中国科学院广州生物医药与健康研究院、中国科学院昆明动物研究所、生物岛实验室的联合团队（包括陈捷凯课题组、郑永唐课题组和吴光明课题组）在《国家科学评论》（National Science Review）杂志发表题为“Rapid generation of
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中科院学者合作发表Nature Methods：利用CRISPR-Cas13对环形RNA功能的筛选和研究
外显子反向剪接形成的环形RNA是一类不具有5' 帽子和3' 尾巴的共价闭合RNA分子，其与对应的线形RNA在一级序列上完全重复。中科院上海营养与健康研究所（中科院-马普学会计算生物学伙伴研究所）杨力研究组构建并优化了一系列环形RNA计算生物学研究体系，通过在转录组高通量测序数据中寻找环形RNA特异的反向剪接位点，系统高效地揭示了环形RNA的广谱表达、及其特殊加工机制和功能作用等（Zhang et al, Cell 2014; Zhang et al, Genome Res 2016; Dong et al, Cell Res 2016; Zhang et al, Cell Rep 2016;
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继张锋团队之后，Jennifer Doudna团队也报告了一项CRISPR检测技术
加州大学伯克利分校Gladstone研究所和加州大学旧金山分校的科学家在Daniel Fletcher和Jennifer Doudna等人领导下开发了一款连接智能手机的COVID-19病毒检测技术，从擦拭鼻孔到手机报告结果，仅需15-30分钟，比张锋早些时候报道的“CARVER”用时短了不少。这篇文章于12月4日发表在《Cell》杂志上。之前的CRISPR诊断要求病毒RNA在被检测之前转化为DNA并进行扩增，而这篇文章描述的方法跳过了所有的转化和扩增步骤，使用CRISPR直接检测病毒RNA。新诊断测试不仅可以产生阳性或阴性结果，还可以测量给定样本中的病毒载量（SARS-CoV-2的病毒浓度）。
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新“基因剪刀”可切除免疫缺陷病毒基因
科技日报北京12月2日电 （记者冯卫东）据在线发表于《自然·通信》上的一项最新研究，美国科学家已成功从非人类灵长类动物的基因组中编辑了SIV（猴免疫缺陷病毒，与人类免疫缺陷病毒HIV密切相关，即艾滋病的病因）。这一突破是在艾滋病病毒研究方面迈出的重要一步，将使研究人员比以往任何时候都更接近于开发出治疗人类HIV感染的方法。主持研究的天普大学医学院研究人员表示：“我们首次证明，单次接种由腺相关病毒携带的CRISPR基因编辑构建体，可从恒河猴的感染细胞中编辑出SIV基因组。”这项新工作表明，研究团队开发的基因编辑构建体可以到达被感染的细胞和组织，这些组织被称为SIV和HIV的病毒储藏库，是病毒整合
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打破限制，CRISPR标记方法实现将任何功能编程到任何细胞类型中
杜克大学的生物医学工程师团队创造了一种新方法，可以通过掌握基因调控网络的语言将干细胞转变为所需的细胞类型。这一成果公布在Cell Reports杂志上，这种方法可以制造成熟的成年神经元，可用于编程任何细胞类型。将干细胞编程为其他细胞类型并不是一个新概念，之前科学家们已经研发了几种方法，但是结果还有一些不足之处。在实验室中培养时，程序化的干细胞通常无法正确成熟，因此寻找成年神经元细胞进行实验的研究人员可能最终会得到胚胎神经元，而胚胎神经元无法模拟迟发性精神病和神经退行性疾病。杜克大学博士Josh Black说：“乍一看，这些细胞似乎是正确的。但它们经常缺少您想要的细胞一些关键特性。”CRISPR
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为根除人类艾滋病开路——CRISPR剔除了灵长类动物基因组中的HIV样病毒
坦普尔大学Lewis-Katz医学院的科学家们在HIV研究方面向前迈出了一大步，他们成功地编辑了非人灵长类动物的基因组中的SIV病毒（一种与艾滋病的病因HIV密切相关的病毒）。这项突破使坦普尔研究人员和他们的合作者比以往任何时候都更接近于开发一种治疗人类艾滋病毒感染的方法。“我们首次证明，一种腺相关病毒携带的CRISPR基因编辑结构的单次接种可以编辑恒河猴受感染细胞的SIV基因组，”坦普尔大学Lewis-Katz医学院神经艾滋病综合中心主任Kamel Khalili博士说。神经科学系副教授Tricia H.Burdo博士是利用SIV（猿猴免疫缺陷病毒）感染的抗逆转录病毒疗法（ART）治疗的恒河
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张锋新文：识别基因功能的强大工具——Perturb-Seq
哈佛大学、麻省理工学院和哈佛大学的科学家们开发了一种技术，可以同时研究活生物体中许多不同细胞类型中不同基因的功能。他们应用大规模的方法研究了几十个与自闭症谱系障碍相关的基因，确定了发育中的小鼠大脑中的特定细胞类型如何受到突变的影响。发表在《Science》杂志上的“扰动测序（Perturb-Seq）”方法是识别自闭症谱系障碍潜在生物学机制的有效方法，这是开发复杂疾病治疗方法的重要第一步。这种方法也广泛适用于其他器官，使科学家能够更好地了解各种疾病和正常过程。“多年来，基因研究已经确定了许多与自闭症谱系障碍相关的危险基因。哈佛大学干细胞和再生生物学教授Paola Arlotta说。“该领域的挑战
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CRISPRi筛选解决代谢复杂性——揭示的生命的精准反击
代谢系统缓冲环境变化的能力对微生物学家来说并不总是一个受欢迎的特性，因为它干扰代谢工程或阻止抗生素杀死细菌。了解代谢稳健性的机制便是科学家们探索的一个课题。现在，一个大规模的CRISPRi平行筛查证明了大肠杆菌对酶敲除的代谢抵抗，多组学数据揭示了其背后的机制。未来，研究人员希望应用这些知识来建立更好的新陈代谢模型，从而使工业微生物的合理设计成为可能。在自然栖息地，大肠杆菌等细菌面临着营养成分的不断变化，而在实验室条件下，它们也可以成为依靠葡萄糖等单一碳源生长的专家。要做到这一点，细菌的代谢网络必须从头合成所有的细胞构造块。这项任务要求代谢网络中数百个酶催化反应以正确的速度工作，并且没有任何反应
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