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清华大学高冠军课题组Genome Research揭示大量基因组“暗物质”功能证据
传统研究认为，人类所有的生命活动是由约2~3万个蛋白质编码基因所支配（约占2%人类基因组）。超过95%的人类基因组并不编码蛋白质基因，而是构成了生命“暗物质”——非编码RNA。这些数目庞大的非编码RNA由于既不编码蛋白质，又缺乏生物学功能的遗传学证据，一直被很多科学家认为是真核生物基因组进化中“垃圾”信息。2016年9月1日，清华大学生命科学学院高冠军实验室在国际著名期刊《Genome Research》正式刊发题为《长非编码RNA在果蝇精子发生中的重要作用》（Critical roles of long noncoding RNAs in Drosophila spermatogenesis
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CRISPR让致命疾病“弃恶从善”
生物通报道：肝脏疾病酪氨酸血症I型，是一种严重的疾病，医生通常使用药物治疗。然而，这种治疗是终身的，并且仍然存在肝癌的残留风险，通常是通过原位肝移植治疗。现在，美国贝勒医学院的研究人员在小鼠身上进行的研究显示，通过删除一个疾病相关的基因，他们可以把曾经致命的疾病，转变成一种良性的形式。相关研究结果发表在8月30日的《Nature Communications》杂志。贝勒医学院细胞和基因治疗中心助理教授Karl Dimiter Bissig博士说：“代谢途径重新编程是一个新的概念。我们不是专注于引起疾病的基因，而是重点关注一个疾病相关的基因。简而言之，我们重写了代谢途径，这样，所需的正常过程就不
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CRISPR专利之争再起硝烟
生物通报道：当生物学界都在关注美国哈佛大学-麻省理工学院（MIT）Broad研究所和加州大学（UC）伯克利分校之间关于“谁将获得革命性基因编辑技术CRISPR的专利权”的战争时，另一起纠纷已在悄然酝酿。这一纠纷的核心是该领域的两位领军人物——Broad研究所的张锋和洛克菲勒大学的Luciano Marraffini，他们被推到一个陌生的境况中，涉及到一份秘密提交的专利申请、一支加重法律的团队和面对一种非常规情况的专利局。延伸阅读：张锋学生爆料其不应获得CRISPR专利；聚焦最新CRISPR专利，张锋独占6项；Science：张锋被控在CRISPR专利战中“使诈”；遗传学界大牛：张锋等三人并非C
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Cell：CRISPR/Cas9再获重要突破
生物通报道：Whitehead研究所的科学家们首次对顶复门（Apicomplexa）生物进行了全基因组筛选。这项重要的研究成果于九月二日发表在Cell杂志上。顶复门的单细胞寄生虫会引起疟疾、巴贝斯虫病、隐孢子虫病和弓形虫病，但我们对这些家伙还知之甚少。“我们一直没什么办法研究顶复门寄生虫所有基因的功能，”Whitehead研究所的Sebastian Lourido说。“现在我们找到了一个好方法。这种方法可以研究寄生虫的各种问题，从获取营养、应答免疫压力到遗传学互作，是相关领域的一次重要飞跃。”弓形虫（Toxoplasma gondii）是一种寄生在细胞内的病原体，可以感染包括人在内的几乎所有的
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武大、复旦等单位用CRISPR治疗遗传疾病
生物通报道：PRKAG2心脏综合征是由PRKAG2基因突变造成的常染色体显性遗传疾病，包括家族性心室预激、传导系统病变及心肌肥厚，患者往往会出现室性心动过速和进程性心力衰竭。PRKAG2心脏综合征很难治疗，需要进行心脏移植。武汉大学、中科院和复旦大学的研究人员建立了PRKAG2心脏综合征小鼠模型，并通过CRISPR/Cas9基因组编辑成功校正了小鼠的PRKAG2突变。这项研究于八月三十日发表在Cell Research杂志上，文章通讯作者是复旦大学附属中山医院的主任医师颜彦（Yan Yan）和武汉大学生命科学学院的宋保亮（Bao-Liang Song）教授。宋保亮原任职于中科院上海生命科学院生
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Cell Res：CRISPR/Cas9瞬时表达基因组编辑体系
基因组编辑技术是最新发展起来的植物基因功能研究及定向育种的重要手段。在植物中实现基因组编辑的常规方法是将序列特异性核酸酶（如CRISPR/Cas9）的编码DNA转化植物细胞，稳定表达进而实现对目的基因的定点编辑。这种情况下，CRISPR载体整合在植物染色体中，需通过后代分离获得不含CRISPR/Cas9 DNA的植株。由于此过程涉及转基因植物，因此生物安全性可能会受到一定的质疑；同时，CRISPR/Cas9 DNA的稳定表达会增加脱靶以及嵌合体发生的概率。此外，对于转化困难的植物基因型、物种和营养繁殖的植物，这种基于植物稳定遗传转化的基因组编辑技术路线就暴露其局限性。
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科学家用混合方法了解细胞动态与功能
与其他结构生物学家一样，Eva Nogales赶上了好时机。这位美国加州大学伯克利分校的教员现在可以利用新工具，解决几年前根本无法解答的细胞分子机制问题。最近，Nogales和同事、分子生物学家、CRISPR-Cas9的联合发明人Jennifer Doudna的合作项目正是个好例子。她们都对R环十分感兴趣。很多情况下，在DNA被CRISPR-Cas9剪切前，细胞内会形成一个由核苷酸构成的R环。Nogales等人对化脓性链球菌中的R环进行了成像，得到了近原子分辨率的结构图像，提示了Cas9酶在特定位点如何打开DNA，并使其可用于CRISPR的分子剪刀。这项工作最突出的是科学家能快速地将功能与结构
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冯国平、张锋Nature子刊发表综述文章
生物通报道：8月26日，《Nature Neuroscience》刊登了来自麻省理工学院（MIT）、MIT-哈佛大学Broad研究所、中科院上海生命科学研究院、剑桥大学、浙江大学和中科院深圳先进技术研究院等处的一篇综述文章，题为“Opportunities and challenges in modeling human brain disorders in transgenic primates”。 麻省理工学院大脑与认知科学系McGovern大脑研究所的冯国平教授是本文通讯作者。CRISPR研究先锋、MIT-哈佛大学Broad研究所的张锋博士、中科院上海生命科学研究院神经科学研究所研究员仇
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马涵慧博士再发CRISPR研究成果
生物通报道：最近在《Journal of Cell Biology》发表的一项研究中，美国麻省大学医学院的科学家，揭示了“CRISPR-Cas9机器在活细胞内如何运作”的重要新细节，对于开发使用强大基因编辑工具的治疗方法，具有重要的意义。本文通讯作者、生物化学与分子药理学教授Thoru Pederson博士说：“关于‘CRISPR-Cas9复合物如何在活细胞的基因组周围四处活动并发现其靶标’的细节，我们了解甚少。在这项研究中，我们了解到这台机器是如何工作的，这对于试图开发基因编辑工具用于实验室和临床的研究者来说，是非常重要的和有用的。”作为该细菌免疫系统（防止病毒入侵）的一个组件，CRISPR
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基因编辑成进化发育生物学领域“杀手级”技术
从1893年至今，几乎在每年的夏季，年轻的发育和进化生物学者都会涌向美国马萨诸塞州伍兹霍尔，钻研业内的技术。在该校全球有名的海洋生物学实验室中，参与其年度胚胎学课程的学生都会解剖海胆和栉水母，此外还会移植来自不同动物的细胞。但是过去3年，这些满腔热情的学徒开始学习一些新东西：基因编辑。精确而高效的CRISPR-Cas9基因编辑技术已经在生命科学实验室刮起一股风暴。现在，该技术正在席卷进化发育生物学界，这一领域的目标是探寻解释适应性进化的发育变化。科学家并非简单地推断是什么导致诸如鱼类如何演化出四肢等历史上的类似过渡，而是利用CRISPR技术直接验证这些假设。这种方法非常简便：剪切掉那些认为与鱼
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中科院明星学者发表CRISPR重要成果
生物通报道：CRISPR/Cas9是精确改写基因组的便捷工具。不过，在难转化的植物中进行CRISPR/Cas9基因组编辑在技术上还有一定的挑战，往往会产生令人担忧的转基因中间产物。中科院遗传与发育生物学研究所的科学家们解决了这个问题。八月二十五日他们在Nature Communications杂志上发表文章，向人们展示了无转基因的CRISPR/Cas9基因组编辑方法。文章通讯作者是中科院遗传与发育生物学研究所的高彩霞（Caixia Gao）研究员。CRISPR是规律成簇的间隔短回文重复（Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repe
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遗传学大牛访谈：CRISPR系统的机遇和问题
生物通报道：目前，一种新的革命性的基因组编辑工具，为基因工程开辟了新的途径。它就是规律成簇间隔短回文重复（CRISPR）和CRISPR相关（Cas）9系统。一般而言，CRISPR-Cas系统一直在古菌和细菌中进化，作为它们适应性免疫机制的一部分。该系统的机制方面可以在文献中找到。在这些生物中发现的3种 CRISPR-Cas系统类型中，化脓链球菌中的II型系统是应用最广泛的。II型（CRISPR-Cas9）系统包括RNA引导性Cas9核酸酶，它结合特定的DNA序列（与RNA引导性序列互补）并在DNA上产生双链断裂。dsDNA断裂可以修复通过同源指导修复（HDR）和非同源末端连接（NHEJ）而得以
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基因编辑技术CRISPR背后的无名英雄
为CRISPR技术作出重要贡献的研究生博士后引人关注 当Blake Wiedenheft开始研究微生物时，他的工作目标遥远而模糊。他的博士研究项目是采集美国黄石国家公园的温泉样本，然后在实验室建立人工模型并研究生活在那些不宜居的水中的微生物。“我们希望了解生命如何在沸腾的强酸中生存。”他说。随着时间推移，Wiedenheft对微生物如何规避病毒变得日益感兴趣。他阅读了相关资料，遇到了一个叫作CRISPR的特殊细菌免疫系统。2007年，他认识了加州大学伯克利分校分子生物学家Jennifer Doudna，发现后者和他有着同样的兴趣。Doudna邀请他加入了实验室。接下来的5年，Wiedenhef
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CRISPR基因编辑的临床之路
生物通报道 CRISPR基因编辑技术不仅是炙手可热的研究技术，也在最短的时间内走出实验室，迈向临床。今年6月，美国NIH的重组DNA顾问委员会已经给美国的第一例临床试验开了绿灯。研究人员计划用CRISPR/Cas9来增强癌症疗法。早些年，基因编辑作为一种治疗工具，曾遭遇重大失败，特别是18岁的Jesse Gelsinger在1999年死亡。人们最初利用腺病毒载体来导入纠正基因，但引起了致命的免疫反应，包括黄疸、肾衰竭、肺衰竭和脑死亡。如今，CRISPR系统重新燃起了基因治疗的希望。治疗人类疾病6月21日，美国NIH的重组DNA顾问委员会批准了一项提议，它将利用CRISPR/Cas9来增强癌症疗
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四川农大最新综述介绍CRISPR/Cas系统的研究进展
生物通“核心刊物”栏目创办于2002年，主旨在于向国内专业人士展示科研核心刊物，以及生命科学领域杂志每期重点内容，为读者呈现精彩纷呈的国内科研动向，和重大科研进展。目前包括《遗传》、《中国生物工程杂志》、《科学通报》等重点期刊，也欢迎生物类期刊联系合作（联系邮箱：journal@ebiotrade.com）。生物通报道：广泛存在于细菌和古细菌中的CRISPR/Cas系统是通过介导外源DNA降解来实现抵抗病毒和外源DNA入侵的一种适应性免疫保护机制，也是新近发展起来的基因组定点编辑技术。近期来自四川农业大学动物科技学院等处的研究人员从基本结构、作用机制、分类、运用等方面详细地介绍了CRISPR/
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浙江大学最新文章利用CRISPR/Cas9技术敲除基因
生物通“核心刊物”栏目创办于2002年，主旨在于向国内专业人士展示科研核心刊物，以及生命科学领域杂志每期重点内容，为读者呈现精彩纷呈的国内科研动向，和重大科研进展。目前包括《遗传》、《中国生物工程杂志》、《科学通报》等重点期刊，也欢迎生物类期刊联系合作（联系邮箱：journal@ebiotrade.com）。生物通报道：基因组编辑技术(Genome editing)是通过基因工程表达的序列特异的核酸酶对基因组进行切割，实现基因定点敲除、敲入等修饰，在基础生物学领域的反向遗传学研究、农业领域的种质改良和医学领域的基因治疗等方面有重要的应用价值。来自浙江大学生科院的研究人员在 Golden-gat
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科学家利用鳉鱼研究人类衰老
生理学家Alessandro Cellerino是一名水族馆狂热者，但一开始鱼类并不在他的研究计划中。2000年的一个下午，他和饲养者Stefano Valdesalici一起在意大利北部卡诺萨的一个装满水族箱的室内闲聊，Cellerino一时兴起便问后者哪种鱼的寿命最短。Valdesalici指着一个水族箱中长着亮色斑点的非洲蓝绿鳉鱼说：“它们活不过3个月。”“你在开玩笑吗？”在比萨高等师范学校工作的Cellerino问道，“好，那我就要它们了。”此后，2004年3月，Cellerino和研究生Dario Riccardo Valenzano以及卡诺萨鳉鱼协会主席Valdesalici驾驶一
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湖南农业大学最新文章比对两种基因组编辑技术
生物通“核心刊物”栏目创办于2002年，主旨在于向国内专业人士展示科研核心刊物，以及生命科学领域杂志每期重点内容，为读者呈现精彩纷呈的国内科研动向，和重大科研进展。目前包括《遗传》、《中国生物工程杂志》、《科学通报》等重点期刊，也欢迎生物类期刊联系合作（联系邮箱：journal@ebiotrade.com）。生物通报道：TALEN(Transcription activator-like effector nucleases)系统和CRISPR/Cas9(Clustered regularly interspaced short palindromic repeats/CRISPR-assoc
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Nature：CRISPR技术开拓新的疆域
生物通报道：细菌一直在与病毒或入侵核酸进行斗争，为此它们演化出了多种防御机制，CRISPR-Cas适应性免疫系统就是其中之一。规律成簇的间隔短回文重复CRISPR与内切酶Cas的组合，可以在引导RNA的指引下，靶标并切割入侵者的遗传物质。2012年研究者们利用这一特点，将CRISPR系统发展成了强大的基因组编辑工具。近几年，精确、有效的CRISPR–Cas9基因编辑系统如风暴一般席卷了多个生物学领域。如今，这一技术又为进化发育生物学带来了翻天覆地的变化，进化发育生物学旨在探索进化背后的发育改变。研究者们不再是简单推测历史性的进化转变，他们开始直接用CRISPR检验自己的理论。进化生物学研究者的
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诺贝尔奖得主Cell发布端粒酶重要发现
生物通报道 随着染色体绳索的复制，它的两端会遭到磨损。然而由于染色体的末端有着额外的细绳，磨损不会触及重要信息所在的绳索主体部分。这一额外的细绳被称作为“端粒”。随着时间的推移及经历多轮复制，这一端粒细绳会分解直至染色体丧失它的保护末端，这种“磨损”触及绳索，破坏染色体导致了细胞死亡。这样当然好——最终细胞就该死亡。如果没有细胞死亡，细胞就会永生，细胞永生就会发生癌症。癌细胞通过以与端粒降解一样快的速度来构建它们以此抵消端粒分解。癌细胞是通过用端粒酶来填补端粒做到这一点的。大致说来，当端粒酶找到并附着于端粒上时，它会添加一段重复DNA序列到已经存在的重复DNA序列上，延长端粒，增加
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