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CRISPR女王：她的生命被CRISPR照亮
一位多年来埋头于实验室枯燥生活的微生物学家，突然有一天由于基因编辑技术站在了聚光灯下 现年48岁的Emmanuelle Charpentier在过去二十年学术生涯中辗转去过了5个国家九所不同的研究院，“我总是不得不从零开始，亲自构建新的实验室，”她说。45岁之前Charpentier还无法雇用她自己的技术员，一般获得的也都是短期资助。然而在2012年这一切开始变得不同了，一种被称为CRISPR（规律成簇的间隔短回文重复）的基因编辑技术引发了热潮，Charpentier也成为了这种革新整个生物医学界技术的关键发明者。 这一年，Char
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Nature发布CRISPR/Cas9系统应用新突破
生物通报道 来自洛克菲勒大学的研究人员报告称，他们利用CRISPR/Cas9成功地有效引入了特异的纯合子和杂合子突变。这一突破性的成果发布在4月27日的《自然》（Nature）杂志上。细菌CRISPR/Cas9系统使得人们能够在许多生物中实现序列特异性的基因编辑，有望成为在人类多能干细胞中建立人类疾病模型的一种强大工具。CRISPR/Cas9能够以高效率引入靶向DNA双链断裂(DSBs)，然而通常由非同源末端连接（NHEJ)介导的修复过程会导致非特异性的插入、缺失或其他突变(indels)。DSBs也可以通过同源指导修复(HDR)利用DNA修复模板，如导入的单链寡核苷酸(ssODN
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基因组编辑技术在干细胞疾病模型建立和精准医疗中的应用
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：精准医疗强调针对不同个体定制个性化治疗方案,其推行需要精准疾病模型的建立。人类干细胞因其具有多能性而成为体外不同类型的成体细胞和器官小体的潜在来源,其强增殖能力保证了充足原材料用于科研分析和大规模药物筛选。基因组编辑技术(尤其是CRISPR/Cas9技术)的快速发展使得在人多能
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张素春教授Cell Stem Cell：当细胞疗法遇上CRISPR
生物通报道 来自威斯康星大学麦迪逊分校的神经科学家们将一种遗传开关插入到了神经细胞中，使得患者可以通过服用不影响任何其他细胞的设计药物来改变它们的活性。正在研究的细胞是可以生成神经递质多巴胺的神经元，其发生缺陷是广泛运动障碍帕金森病的罪魁祸首。多巴胺是对协调运动至关重要的一种大脑化学物质。帕金森病标准疗法：多巴胺替代治疗往往会随着时间的推移丧失效应，随着干细胞技术的出现，一些生物医学研究人员已在探索在实验室中生成可用于移植的多巴胺生成细胞这一想法。尽管一些医生已对多巴胺细胞移植进行了测试，由于移植细胞生成多巴胺时不是过多就是太少这种疗法经常失败。在发表于4月28日《细胞干细胞》（C
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关键蛋白AMPK的意外新作用
生物通报道：AMPK是一个调控能量稳态的重要激酶，也是一个参与许多细胞信号传导通路的关键蛋白。目前认为，AMPK在包括2型糖尿病、免疫疾病和癌症在内的许多病理状态中，都起着重要的调节作用，是转化医学研究的热点。最近，索尔克生物研究所的科学家发现， AMPK也在发育过程中起着意想不到的作用。这种关键的联系，可以帮助研究人员更好地理解癌症和糖尿病通路。AMPK是一个复杂的蛋白质，负责监管细胞的能量输入和输出，以保持细胞的平稳运转。如果AMPK是一个汽车传感器，那么它能指示何时需要加油，或降低空调来节约能源。类似地，如果细胞的燃料供应——营养匮乏，AMPK会减慢细胞生长并改变它的新陈代谢。本文资深作
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中国发表全球第二篇人类胚胎基因编辑研究成果
■记者 倪思洁继去年中国科学家发表人类胚胎基因编辑论文并引发国际争议后，日前，广州医科大学附属第三医院博士范勇团队，又在国际期刊《辅助生殖与遗传学》上刊发了人类胚胎基因编辑的最新研究成果。虽然《辅助生殖与遗传学》的影响因子仅1.718，但论文发表后，《自然》等国际顶级学术期刊纷纷发表跟踪报道，范勇等人也成为继去年中山大学副教授黄军就团队之后，国际上第二个发表关于人类胚胎基因编辑研究成果的团队。不过，中国并非唯一从事人类胚胎基因编辑研究的国家，瑞典和英国在人类胚胎研究方面的积极态度，使人类胚胎基因编辑研究也在国际上势头渐显。“瑞典和英国批准人类胚胎基因编辑合法化后，我认为国际上的反对声音会越来越
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中国科学家4月参与发表多篇Nature文章
生物通报道：4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CRISPR-Cpf1识别crRNA新机制，表面液膜连续定向搬运机制，以及染色体大片段缺失驱动肿瘤发生的最新研究成果。来自哈尔滨工业大学生命科学与技术学院的黄志伟教授课题组过结构生物学和生化研究手段揭示了CRISPR-Cpf1识别CRISPR RNA （crRNA）以及Cpf1剪切pre-crRNA成熟的分子机制，这对认识细菌如何通过CRISPR系统抵抗病毒入侵的分子机理具有十分重要的科学意义，而且为成功改造Cpf1系统，使之成为特异的、高效的全新基因编辑系统提供了结构基础。课题组首先解析了结合了crRNA的C
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北京大学PNAS发表CRISPR研究新成果
生物通报道：AMPA型谷氨酸受体（AMPAR）对于大脑正常功能至关重要。AMPAR位于神经元的兴奋性突触上，是介导快速神经传递和突触可塑性的主要突触后受体。AMPAR异常会导致包括自闭症在内的多种神经疾病。AMPAR往往与一些辅助蛋白形成大分子复合体，比如最近发现的ABHD6。不过，人们还不清楚ABHD6对AMPAR的功能有何生理意义。北京大学IDG麦戈文脑科学研究所的科学家们利用CRISPR等技术解决了这个问题。他们在四月二十五日的美国国家科学院院刊PNAS杂志上发表文章指出，ABHD6在神经元中对AMPAR进行负调控。研究显示，在神经元过表达ABHD6会显著减少AMPA介导的兴奋性神经传递
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Nature聚焦中国：CRISPR带来的机遇
生物通报道：非人类灵长动物在生物学、遗传学和行为学上与人类非常相似，是研究人类疾病和开发治疗策略的重要模型。许多候选药物在进入临床之前都需要经过灵长动物（特别是猴子）测试，但灵长动物研究在西方世界面临着很大的压力。在这种情况下，中国逐步成为了非人类灵长动物研究的首选国家。本期Nature杂志通过编辑社论和新闻特写两篇文章，聚焦了飞速发展的中国灵长动物研究。上接：Nature聚焦中国：研究猴子的风云人物CRISPR–Cas9、TALEN等基因编辑工具加大了人们对灵长动物研究的需求。在这些技术的帮助下，对猴子进行遗传改造已经不像当初那么费劲了，速度更快成本也更低。与灵长动物相比，基因工程小鼠比较容
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CRISPR先驱Nature解析新一代CRISPR系统
生物通报道 在4月20日《自然》（Nature）杂志上的一篇新研究论文中，科学家们描绘了一种新型细菌CRISPR-Cpf1系统的分子细节，这为实现其他的基因编辑应用，如平行靶向多个基因打开了可能的途径。领导这一研究的任职于德国马克思普朗克感染生物学研究所和瑞典于默奥大学的Emmanuelle Charpentier教授。Charpentier与加州大学的Jennifer Doudna，哈佛-麻省理工大学Broad研究所的张锋博士一致被科学界公认为是CRISPR/Cas9技术开发中的重量级人物。CRISPR-Cas是细菌免疫系统的一个组成部分，被用来抵抗病毒感染。在CRISPR-Ca
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Nature聚焦中国：研究猴子的风云人物
生物通报道：非人类灵长动物在生物学、遗传学和行为学上与人类非常相似，是研究人类疾病和开发治疗策略的重要模型。许多候选药物在进入临床之前都需要经过灵长动物（特别是猴子）测试，但灵长动物研究在西方世界面临着很大的压力。在这种情况下，中国逐步成为了非人类灵长动物研究的首选国家。本期Nature杂志通过编辑社论和新闻特写两篇文章，聚焦了飞速发展的中国灵长动物研究。 上接：Nature聚焦中国：灵长动物研究的圣地 数十年来，研究者们依靠猴子揭示大脑功能和大脑疾病。神经学领域的蓬勃发展大大推动了人们对灵长动物研究的需求。虽然过去灵长动物研究受到成本和生殖周期的限制，但新生殖技术和基因工
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张锋Cell发表CRISPR研究新成果
生物通报道 来自Broad研究所、东京大学的研究人员，在新研究中揭示出了Cpf1/向导RNA/靶DNA复合物的晶体结构。这一重要的研究成果发布在4月21日的《细胞》（Cell）杂志上。Broad研究所核心成员张锋（Feng Zhang）博士及东京大学医学科学研究所基础医学系Osamu Nureki教授是这篇论文的共同通讯作者。张锋博士是近几年大热的CRISPR/Cas9技术的先驱开创者之一。2013年，这位80后的年轻华人科学家开发出了可用来编辑DNA、敲除指定基因的CRISPR/Cas系统，自此之后一直致力于推动这一技术走向完美。2014年2月，张锋曾与Nureki教授联手合作生
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新基因编辑法可成功逆转和疾病有关的单个碱基变异
科技日报北京4月21日电 （记者张梦然）最近一期英国《自然》杂志刊登一则基因编辑改进方法，可定位和修改DNA单个碱基，并且不在基因组中引入随机插入或缺失的基因。这种新的“碱基编辑”法使用一种修饰过的CRISPR/Cas9蛋白质，使它和另外两种蛋白一同工作，比现有改正单碱基变异的方法更高效。大多数遗传疾病源于单核苷酸的突变（点突变）。目前广泛使用的CRISPR/Cas9方法中，Cas9蛋白含有两个核酸酶结构域，涉及切割DNA两条单链，在目标DNA序列上形成双链断裂。然而，当用于校正单个核苷酸时，标准的CRISPER/Cas9方法通常是很低效的，并且会在目标位置频繁引入随机插入/缺失基因（统称为i
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基因“精准”编辑新机制
科技日报哈尔滨4月21日电 （记者李丽云 实习生孙宝光）21日，《自然》杂志在线发表了哈尔滨工业大学生命学院黄志伟教授研究论文。该研究在国际上首次揭示了世界上最新发现的基因编辑系统CRISPR-Cpf1识别crRNA以及剪切pre-crRNA机制。该发现将实现对DNA的目的基因进行“关闭”“恢复”和“切换”等精准操作，将人类战胜癌症等疑难疾病梦想向前推进一大步。近年来，研究人员一直在寻找一种可以实现对DNA“文本”进行删除、替换的简单易操作方法。2015年底发现的CRISPR-Cpf1系统被认为是一种全新高效基因编辑工具，但其如何工作、能否被优化一直是科研人员攻关方向。黄志伟团队通过结构生物学
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Nature聚焦中国：灵长动物研究的圣地
生物通报道：非人灵长动物在生物学、遗传学和行为学上与人类非常相似，是研究人类疾病和开发治疗策略的重要模型。许多候选药物在进入临床之前都需要经过灵长动物（特别是猴子）测试，但灵长动物研究在西方世界面临着很大的压力。在这种情况下，中国逐步成为了非人类灵长动物研究的首选国家。本期Nature杂志通过编辑社论和新闻特写两篇文章，聚焦了飞速发展的中国灵长动物研究。近年来欧美国家的非人类灵长动物研究举步维艰，研究者们受到法规、经费和伦理上的重重阻碍。在2008年到2011年之间，欧洲用于科研的猴子数量减少了28%，一些研究者已经放弃在西方世界进行这类工作。不少研究者展开了与中国团队的合作，甚至直接在中国建
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哈尔滨工业大学Nature发表CRISPR研究重要成果
生物通报道 来自哈尔滨工业大学、清华大学的研究人员报告称，他们获得了Cpf1/CRISPR RNA复合物的晶体结构。这一重要的研究成果发布在4月20日的《自然》（Nature）杂志上。领导这一研究的是哈尔滨工业大学生命科学与技术学院的黄志伟（Zhiwei Huang）教授。其主要研究方向为结构分子生物学与天然免疫信号转导。2011年当选教育部“新世纪优秀人才”。2014年，黄志伟教授领导哈尔滨工业大学的研究人员与清华大学合作，揭示了HIV-1病毒的Vif调控蛋白如何结合到重要的宿主细胞配体和靶标上，最终除去感染细胞的限制因子的机制。这一重要的研究发现发表Nature杂志
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三篇Nature文章：CRISPR研究重大进展
生物通报道 大多数的人类遗传病都是由点突变——DNA序列中单个的碱基错误所引起。然而，当前的基因组编辑方法却无法高效地纠正细胞内的这些突变，还往往会导致随机核苷酸插入或缺失(indels)一类的副作用。现在，哈佛大学的研究人员已改造CRISPR/Cas9技术解决了这些问题，构建出了一种新型的“碱基编辑器”，其能够在人类和小鼠细胞系中以低出错率永久及高效地将胞嘧啶(C)转换为尿嘧啶(U)碱基。他们的成果发布在4月20日的《自然》（Nature）杂志上。加州大学伯克利分校基因组学创新计划科学主任Jacob Corn说：“有许多的遗传疾病你会想要置换入和置换出一些碱基。试图做到这一点是该
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Nature：CRISPR/ Cas9技术助力遗传研究
生物通报道 利用一种新方法，Whitehead研究所的研究人员确定了，在全基因组关联研究(GWAS)中鉴别出的一种非编码突变是如何促成散发性帕金森病(PD)的。这种方法可用于为其他有遗传性病因的散发性疾病，如多发性硬化症、糖尿病和癌症分析GWAS结果。Whitehead研究所创始成员、麻省理工学院（MIT）生物学教授Rudolf Jaenisch说：“这真的是第一次我们从GWAS突显的风险变异，走向从机制及分子水平上了解一种突变导致罹患疾病风险的机制。”大约90%的帕金森病是散发性的；它是由环境因素和常见遗传风险因子之间复杂的相互作用所引起。由于科学家们难以分析这些互作，大多数研究
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马涵慧博士Nature Biotechnology：突破性CRISPR新技术
生物通报道 来自麻省大学医学院的科学家开发出了一项利用CRISPR/Cas9的新技术：CRISPRainbow，它使得研究人员能够在活细胞中标记和追踪7个不同的基因组位点。这一标记系统将成为实时研究基因组结构的一个宝贵的工具，研究人员在《自然生物技术》（Nature Biotechnology）发布了关于它的详细资料。领导这一研究的是麻省大学医学院的研究员马涵慧（Hanhui Ma）博士，马博士早年毕业于中国科学院上海生命科学研究院。在2015年《PNAS》发表的一项研究中，马涵慧领导研究人员利用来自三种细菌直系同源物的催化失活Cas核酸内切酶（dCas9），设计了一种
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Nature：中国领头人类胚胎基因编辑研究
生物通报道 瑞典卡罗林斯卡医学院的Fredrik Lanner正在准备编辑人类胚胎中的一些基因。去年4月这类研究在国际引发了巨大的轰动，当时一个中国研究小组透露已经完成了世界上首例这样的实验（Nature：中国科学家用CRISPR/Cas9改造人类胚胎）。但Lanner预计他探索早期人类发育的研究工作不会引起这样的激烈争论。对胚胎编辑研究伦理学长达一年的讨论，又或许只是时光的流逝，似乎钝化了争议的边缘。Lanner的实验在去年6月获得了批准，他说：“至少在科学界，我感觉有更多人支持基础研究应用。”人们对于4月6日报道的一项人类胚胎编辑实验相当平静的反应似乎证实了他的直觉——这是迄今
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