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彻底阻止1型糖尿病
生物通报道：对正常人来说，白细胞负责制造抗体对抗病原体或外来入侵者。胰腺中的胰岛β细胞负责生成胰岛素。有一种名叫B细胞或B淋巴细胞的白细胞，能激活自身反应性T细胞（T淋巴细胞），而T淋巴细胞会破坏胰腺β细胞，导致T1D。受损的β细胞无法完成将葡萄糖运送至细胞的任务，使葡萄糖积聚在血液之中，如果不及时注射胰岛素，便会损伤神经、血管和体内器官。因此，糖尿病研究界的其中一个共识是，如果可以阻止起抗原呈递作用的B细胞，便有可能有效地阻止T1D的发生。但是长久以来，人们都无法阻止因B淋巴细胞导致的T1D的β细胞的不断死亡。“我们的方法是针对白细胞内合适数量的B细胞，让它们抗胰岛β细胞的自身免疫的级联作用
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5月王牌聚焦：CRISPR技术应用成果小结
生物通报道：CRISPR技术势如破竹，基于这一系统的第三代基因组编辑技术已成功应用于动物、植物和微生物等诸多物种的基因组改造，而且应用也越来越广，近期的研究显示CRISPR在农作物性状筛选，疾病治疗等方面大放异彩。CRISPR帮助恢复视觉视网膜退行性疾病（Retinitis pigmentosa：RP）是一类遗传性的视觉损伤疾病，其中存在60多个基因的突变。全世界范围内，每4000人中就有一个人患有RP。这种杆细胞特异性的基因突变会导致杆状光受体的功能失活，进而锥状细胞的功能也会紊乱。目前还没有有效的针对RP的治疗方案。 近期来自加州大学圣地亚哥分校医学院，广州医科大学等处的研究人员发表了题为
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中科院动物研究所解答：为什么有些猪更耐寒？
生物通报道：之前的研究已经表明，小鼠利用棕色脂肪燃烧热量，不用发抖也能保持核心体温。小鼠的工作机理是使用解偶联蛋白（uncoupling protein，UCP1）将脂肪转化为热量。白色脂肪是主要的储能器官，在活化剂的作用下可变成米色脂肪，但是米色脂肪细胞产能也需要UCP1，但是猪类体内并没有UCP1，因此，科学家们一直不晓得抗寒猪具体是用什么来控制米色脂肪产能的。众所周知，大多数的猪原本都栖息在热带，它们不需要过多的产热，大约在2000万年前它们便失去了UCP1的功能。但是，UCP1基因功能的丧失让家猪变得不易耐冷，容易感冒。为了寻求解决办法，科学家们挑选了几个耐寒猪，来研究它们的耐寒分子机
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Sci Rep：一种简单高效的棉花内源基因编辑筛选方法
中国农业科学院棉花研究所棉花抗逆鉴定课题组创建了一种简单高效的耐盐相关内源基因编辑突变体筛选方法，应用CRISPR/Cas9系统精确有效地编辑棉花的两个耐盐相关的内源基因，为棉花的基因功能研究和分子育种提供了新思路。相关论文在线发表于Scientific Reports杂志上。CRISPR/Cas9来自微生物的免疫系统，其利用一种Cas9酶，把一段作为引导工具的小RNA识别靶标DNA位点，就能在此处对DNA进行切断或做其他改变。以往研究表明，CRISPR/Cas9系统可以在多种植物中对靶标基因进行高效编辑。作为异源四倍体棉花的陆地棉基因组大而复杂，获得目标基因突变体的难度非常大，耐盐性的研究是
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中科院学者Cell Res获CRISPR/Cas9 技术重要进展
来自中科院神经科学研究所，苏州非人灵长类研究平台等处的研究人员发表了题为“Homology-mediated end joining-based targeted integration using CRISPR/Cas9”的文章，设计了一种以同源臂介导的末端接合（Homology-Mediated End Joining, HMEJ）为基础的基因敲入策略，它在很多种系统（体外培养的细胞、动物胚胎和体内组织）中比现有的基因敲入策略的效率都要高。基于更高效的编辑效率和更好的精确度，HMEJ介导的基因敲入方法为一系列应用，包括基因编辑动物模型的建立、疾病的靶向基因治疗等提供了非常大的应用前景。这一
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南京农业大学国家重点实验室联合发表《Genome Biology》
生物通报道：中国约有2000年的棉花种植历史，是世界三大产棉国之一。长绒棉（纤维柔长）是纺高支纱的关键材料，高端色织、家纺等国内顶尖产品和出口的高附加值纺织品及服装，无一例外需要使用以长绒棉为主要原料的纱线。世界上只有中国、美国和埃及出产。作为纺高支纱的关键材料，长绒棉的培育也是几大棉花进出口国的科研必争之地。但是这种棉花生长期长，需要的热量大，如何在有限的土地上收获更多的优质棉花？如何拓展棉花的种植区域？近几十年，科学家们发现生物体的许多表征不仅由基因控制，还取决于DNA以外的过程，这些过程决定了基因的表达与否、表达时间和表达数量，研究这些过程的科学被称作表观遗传学。利用表观遗传学手段，科学
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中国科学家5月参与发表多篇Nature文章
生物通报道：5月中国学者参与的多项研究在Nature杂志及其重要子刊上发表，其中包括一种GβL泛素依赖性信号开关、一种独特的，由硝酸盐启动的钙离子信号，以及Anti-CRISPR 蛋白AcrIIA4抑制SpyCas9活性的分子机制。首先，来自第三军医大学的研究人员揭示了一种GβL泛素依赖性信号开关，这一开关能在生理和病理条件下微调mTORC2激酶的动态组织和激活。哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin, mTOR)是一种丝氨酸／苏氨酸蛋白激酶，在整合多种生理刺激用以调控多种细胞生长和代谢途径中扮演关键角色，因此mTOR信号传导紊乱与代谢紊乱和癌症等多
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镰状细胞贫血症的基因治疗，奇迹还是炒作？
对Alexandria来说，镰状细胞贫血症（sickle cell disease）是她一直无法摆脱的痛苦。这种痛苦就像“锤子在敲打你”。不过，她并非一个人在战斗。在美国，超过七万人身上带有异常的镰状细胞。血红蛋白由两个α亚基和两个β亚基组成。在镰状细胞贫血症中，突变影响了β-珠蛋白，造成了双重影响。首先，铁的吸收减少，导致贫血症，而低血红蛋白也降低了全身的携氧量。其次，镰刀形状也导致血管堵塞，引起极度痛苦和器官损伤。尽管发达国家的患者可以管理症状，但在非洲，这种疾病的死亡率高达50-90%。每个月，Alexandria都必须进行长时间的输血，以降低卒中风险。唯一的治疗方法是干细胞或骨髓移植，
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《Science》新型广谱抗癌的专利靶向药
异常的细胞周期所有细胞都有固定的“细胞周期（cell cycle）”，让细胞有序地生长的分裂。但是，癌细胞的细胞周期非常不正常，它们不再停止却不断地侵犯周围组织。细胞周期是指连续分裂的细胞，从一次完成分裂开始，到下一次完成分裂为止的过程。简单来说细胞周期可分为2个阶段：间期和分裂期。间期是细胞合成DNA、RNA和蛋白质的物质准备时期。有研究人员们发现了一种叫做Tudor-SN的蛋白质是间期（G1/S期）的重要调节蛋白。用CRISPR-Cas9技术科学家们将该蛋白从细胞中删除后，细胞的分裂速度变长了，也就是说缺失Tudor-SN造成了细胞周期节奏变缓。“癌细胞的Tudor-SN格外丰富，因此我们
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Cell子刊：dynein-2的运动和调控新机制
2017年5月4日，清华大学生命科学院欧光朔研究组在《Current Biology》杂志在线发表了题为“线虫感觉纤毛中Dynein驱动的反向鞭毛内运输呈现三相模式”（Dynein-Driven Retrograde Intraflagellar Transport Is Triphasic in C. elegans Sensory Cilia）的文章，报道胞质动力蛋白2（dynein-2）在纤毛中的运动和调控机制。纤毛是参与运动和外界信号感知的重要细胞器，其组装和维持依赖于高度有序而保守的双向鞭毛内运输（intraflagellar transport，IFT）机制。胞质动力蛋白2（cyt
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《Nature Genetics》两个基因，疑难杂症
匹兹堡大学、发育生物学系Cecilia Lo课题组生物通报道：左心发育不全综合征（hypoplastic left heart syndrome HLHS）是一种严重的先天性心脏病，占新生儿心脏病死亡率的25%。这种畸形的原因不清，到目前为止，仍无根治方法，一般在出生后数日死亡。近日《Nature Genetics》报道了与HLHS有关的两个关键基因。目前，HLHS的治疗手段是手术。患病儿童需要经历无数的多重复杂手术，对有些人来说手术疗法有效，另一些人的心脏功能并没有改善，对部分出现心力衰竭的患者来说，必须立即进行心脏移植。尽管如此，HLHS患儿的五年生存率仅为50-70%。造成HLHS的遗传
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中科院微生物所向华研究组连发NUCLEIC ACIDS RES，阐明CRISPR适应机制
CRISPRs-Cas是细菌的免疫系统，也是人类的基因组编辑工具（如CRISPR-Cas9系统），它是生命科学研究的前沿窗口。Cell最新报道:CRISPR新发现中国科学院微生物研究所、微生物资源前期开发国家重点实验室、向华研究组致力于遗传、代谢、功能基因组学及生物工程研究，是我国较早从事CRISPR-Cas系统基础研究的团队。2014年：嗜盐菌（Haloarcula hispanica）CRISPR 的PAM(protospacer adjacent motif)验证面对国际上长期缺乏CRISPR从纯病毒高效获取spacer的适应系统的困境，向华研究组在古菌中建立了首个（所有系统中第二个）C
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两所实验室Nature同期报道：人工造血！
生物通报道：《Nature》杂志高度评价了这两项研究对自体干细胞临床治疗和血液疾病根源基础研究的重要意义，它们为白血病和其他需要骨髓移植却无法找到合适捐赠者的血液疾病患者们点亮了一盏明灯。一篇文章来自著名干细胞生物学家哈佛医学院院长、波士顿儿童医院的George Daley的实验室，他们体外诱导出了“极为接近”的人类造血干细胞；另一篇文章来自康奈尔医学院Ansary干细胞研究所的Shahin Rafii Weill团队，他们将成年老鼠体细胞培养成了完全成熟的造血干细胞。1998年，科学家们分离出了人类胚胎干（ES）细胞，当试图用它们制造造血干细胞时，收获甚微。2007年，包括Daley实验室在
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华人先锋《Nature Methods》利用CRISPRi绘制遗传互作图谱
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）。作为基因组靶向改造（敲除和敲入）的遗传学手段，基因组编辑技术历经ZFN、TALEN和CRISPR/Cas9，已发展成为自20世纪70年代生物技术时代开启以来最重要的基因工程技术。因没有物种限制、简单、高效，以CRISPR/Cas9为代表的基因组编辑技术已广
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盘点全基因组检测CRISPR脱靶位点的几种重要技术
生物通报道：在2013年，来自麻省总医院的研究人员发现使用CRISPR-Cas RNA引导性核酸酶的一个重要局限：会在预期靶点以外的位点上生成多余的DNA突变。此后陆续有研究直接说明了CRISPR/Cas9存在严重的脱靶性，即该技术可以发生非特异性切割，引起基因组非靶向位点的突变，这样会造成研究结果的不确定性以及研究工作的大量增加，这一问题严重地限制了Cas9的应用。因此科学家们希望能通过全基因组检测脱靶剪切，近年来研发了不少检测脱靶剪切酶活性的实验方法，比如近期Nature Methods报道的两项技术，这些技术是什么，具有何种优势，具体让我们来看看：1.GUIDE-seq以往人们在检测CR
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Nature Methods：全面检测CRISPR脱靶效应的新策略
生物通报道 CRISPR/Cas9基因组编辑目前正应用得如火如荼，但若要转化到临床应用，准确检测脱靶效应则是必不可少的。近日，麻省总医院的研究人员开发出一种新策略，能够鉴定全基因组范围的CRISPR/Cas9脱靶突变。之前，在全基因组范围鉴定脱靶效应的细胞方法也时有报道，但这些方法可能错过低频率的脱靶突变，而且高效转染的要求也限制了其应用。相比之下，体外筛查策略则具有一定的优势。它不需要高效转染，避免了细胞适应性的影响。此外，活性核酸酶的浓度可以尽可能高，将低频率突变一网打尽。在这篇周一发表于《Nature Methods》的文章中，麻省总医院和哈佛大学的研究人员介绍了一种新的体外
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罗建华Nature子刊：CRISPR新编辑技术开创全新抗癌方法
生物通报道：来自匹兹堡大学健康科学学院的研究人员发现，利用基于CRISPR基因组编辑技术的一种新型基因治疗技术能有效地靶向致癌“融合基因”，而且能改善患有侵袭性肝癌和前列腺癌小鼠模型的存活率。这一研究成果公布在5月1日的Nature Biotechnology杂志上，文章的通讯作者是匹兹堡大学病理学教授，高通量基因组中心主任罗建华（Jianhua Lou，音译），他表示，“这是第一次利用基因编辑来专门针对癌症融合基因，这项成果令人激动，因为这为提出癌症治疗的全新途径奠定了基础。”基因融合在基因组中非常普遍，也是一些类型癌症的标志。它是由两个不相关的基因融合形成的一种基因产物，具有全新的功能或与
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Nature Genetics报道重量级发现：开启人类生命的基因
生物通报道：人类胚胎的形成始于精子细胞和卵母细胞的结合。这只初生的受精卵携带了分别来自母亲和父亲的一个拷贝的基因组。但是，这些遗传信息只有在受精卵分裂几次后才会被表达，这一事件被称为 “合子基因组激活（zygotic genome activation，ZGA）”，是什么触发了ZGA？有研究报道过斑马鱼和果蝇的母系ZGA触发因子，但在哺乳动物中，ZGA的启动仍不为人知。直到最近，综合理工学校洛桑联邦（EPFL）的科学家们发现，是DUX蛋白质家族点燃了新生胚胎的基因表达程序。这一里程碑式的新发现被发表在《Nature Genetics》杂志。这项发现始于Didier Trono实验室的一名博后A
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4月王牌聚焦：验证or质疑，都是科学道路上的铺路石
生物通报道：事物发展波浪式前进，螺旋式上升，科学研究总是能反复证明这个道理：本月一些研究受到了质疑，一些研究得到了验证，无论如何，这些都是科学道路上的铺路石。早在2005年，一组研究人员就发现来自年轻小鼠的血液能让老年小鼠的肝脏和骨骼肌干细胞回复到了更年轻的状态。而本月的一项最新研究则证明年轻人体血浆中的一种蛋白，能改善老年小鼠的大脑功能。这是首次发现一种人体蛋白具有这样的作用，也是关于年轻血液是否能逆转衰老症状（包括记忆丧失，肌肉功能和新陈代谢减少，骨骼结构流失）的最新证据。多年来，科学家们通过一种称为异种共生（parabiosis，生物通译）的技术分析年轻血液对小鼠衰老的影响，这种技术就是
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哈工大最新发表Nature文章 再次解析CRISPR作用机制
生物通报道：来自哈尔滨工业大学生命科学与技术学院的研究人员发表了题为“Structural basis of CRISPR–SpyCas9 inhibition by an anti-CRISPR protein”的文章，揭示了Anti-CRISPR 蛋白AcrIIA4抑制SpyCas9活性的分子机制。这一研究成果公布在4月27日的Nature杂志上，文章的通讯作者是哈工大黄志伟教授，这一成果也是继黄志伟团队CRISPR-Cpf1（Nature，2016；RNA Biology，2017）、CRISPR-C2c1(Cell Research，2017)等研究成果之后，在病原与宿主相互作用和基因
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