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Science杂志最受关注的文章（4月）
生物通报道：美国的《Science》杂志由爱迪生投资创办，是国际上著名的自然科学综合类学术期刊，与英国的《Nature》杂志被誉为世界上两大自然科学顶级杂志。Science杂志主要发表原始性科学成果、新闻和评论，许多世界上重要的科学报道都是首先出现在Science杂志上的，比如艾滋病与人类免疫缺陷病毒之间的关系，标志性基因组研究成果等。Science杂志近期下载量最多的文章包括：Suppression of endogenous gene silencing by bidirectional cytoplasmic RNA decay in Arabidopsis这篇文章由国内学者完成：北京大
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中国留学生一项生殖细胞基因改造研究引广泛争议
世界各地的科学家们目前正对一项哈佛大学中国留学生杨璐菡的研究成果翘首以盼，因为该项研究或许标志着人类胚胎中的DNA（脱氧核糖核酸）首次将以可延续给后代的方式进行修改，这将成为人类医学史上一次划时代的进步，其地位可与上世纪疫苗的成功研发相媲美。 此项研究成果虽尚未发表，但已在科学期刊和网络上引发了全球科学家对其实用性和伦理的广泛争议。今年3月，一组著名生物学家呼吁对此类研究发出全球禁令。但美国哈佛大学著名遗传学教授、基因测序先锋乔治·彻奇表示：“这篇来自中国研究人员的论文，目前虽还不被人广泛接受，但论文在某些方面最终会被人接受。” 杨璐菡曾就读于北京大学生命科学学院，目前正在
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华裔牛人Nature子刊将CRISPR-Cas9特异性提高25倍
生物通报道 来自哈佛大学、麻省总医院的研究人员报告称，他们通过采用小分子激活条件性Cas9蛋白的新策略，将基因组编辑的特异性提高了25倍。论文的通讯作者是哈佛大学化学及化学生物学教授，霍华德休斯医学研究所研究员David R. Liu。据称这位教授是一位从来没有做过博士后的年轻教授，他早年毕业于哈佛大学，1999年在加州大学伯克利校区攻读博士学位，在Peter Schultz教授指导下从事核糖核酸研究，并自主首次开始活细胞遗传密码的研究。之后就被哈佛大学任命为助教授，2004年晋升为教授。Liu教授曾被麻省理工学院技术评论列入全球Top 100 青年发明家（35岁以下），“大众科学
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Science子刊：用CRISPR攻克致命感染
生物通报道：Whitehead研究所的研究人员改进了CRISPR-Cas基因组编辑系统，使其能够全面操纵白色念珠菌（Candida albicans）的基因组，这一技术将帮助人们找到更多的新治疗靶标。“这项研究是很有意义的，”领导这项研究的Gerald Fink教授说。“之前我们对这种致病菌的攻击策略并不十分有效，而CRISPR解开了我们受到的束缚。”白色念珠菌是一种生活在我们皮肤或者肠道中的常见微生物，通常是无害的。不过白色念珠菌对免疫功能低下的人特别危险，会引起可能致命的感染。这种致病菌相当令人头疼，因为许多菌株对抗真菌药物有抗性，亟需开发出新的治疗药物。要在致病菌中鉴定新药物靶标，我们可
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中科院Cell Res发表CRISPR研究新成果
生物通报道 来自中国科学院上海生命科学研究院、上海科技大学等处的研究人员报告称，他们利用CRISPR/Cas9系统开发出了一种由内含子靶向介导、可维持内源基因完整性的基因敲入（knockin）方法（延伸阅读：Nature子刊：用CRISPR操控表观基因组 ）。这一重要的研究成果发表在4月7日的《细胞研究》(Cell Research)杂志上。中国科学院上海生命科学研究院神经科学研究所的杜久林（Jiu-lin Du）研究员是这篇论文的通讯作者。其主要研究方向是感觉整合与学习记忆行为产生的分子、突触和神经回路机制，以及血管发育和功能的神经调节。将外源基因整合进特异性基因组位点中，这类遗
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Nature子刊：用CRISPR操控表观基因组
生物通报道 杜克大学的研究人员开发出了一种新方法，可以精确地控制基因开启及激活的时间。借助这一新技术研究人员可通过化学操控包装DNA的蛋白，来开启特异的基因启动子和增强子——控制基因活性的基因组片段。研究人员说，拥有操控表观基因组的能力将有助于他们探究特殊启动子和增强子在细胞命运或遗传病风险中所起的作用，并可能为基因治疗及引导干细胞分化提供一条新途径。这项研究在线发表在4月6日的《自然生物技术》（Nature Biotechnology）杂志上。杜克大学生物医学工程学助理教授Charles Gersbach说：“除了实际的遗传序列，基因组的一切都与表观基因组联系在一起。在健康和疾病
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The scientist聚焦张锋CRISPR专利大战
生物通报道 2014年4月15日，美国专利与商标局（Patent and Trademark Office， PTO）将第一个使用CRISPR/Cas系统来编辑真核基因组的专利授予了Broad研究所和麻省理工学院的张锋（Feng Zhang）（延伸阅读：张锋Nature重大突破：用新型高效Cas9实现基因组编辑 ）。最初被确认为是细菌及古细菌的一种防御系统，CRISPR/Cas利用了插入到基因组中的病毒DNA(CRISPR)作为引导序列，通过CRISPR相关酶(Cas)来切割入侵病毒基因组物质。随后研究人员找到了很多方法将这一系统转变成了一种可以有效、快速编辑特异遗传序列的手段。尽
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CRISPR先驱Science、Nature相继发表最新成果
生物通报道：细菌在与入侵者的漫长斗争中，演化出了多种防御机制，比如适应性免疫系统CRISPR/Cas。这个监控体系能在CRISPR RNA（crRNA）的引导下，靶标并降解入侵者的遗传物质。现在科学家们已经将CRISPR/Cas开发成了一种简单高效的基因编辑技术，该技术迅速应用到了生物学的各个领域，催生了大量的研究成果。根据功能元件的不同，CRISPR/Cas系统可以分为I型系统、II型系统和III型系统。这三类系统又可以根据Cas编码基因的不同分为更多的亚类。已知，I型和II型CRISPR-Cas监控复合体靶标双链DNA，而III型监控复合体靶标单链RNA。加州大学的研究团队通过冷冻电镜（c
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清华大学Cell子刊发表CRISPR研究重要成果
生物通报道 来自清华大学、中科院植物研究所的研究人员报告称，他们通过采用体细胞CRISPR-Cas9技术造成Anillin条件性突变，证实Anillin调控了神经元迁移和神经元轴突生长。这项研究发表在4月2日的《current biology》杂志上。清华大学生命科学学院的欧光朔（Guangshuo Ou ）研究员是这篇论文的通讯作者。其课题组主要研究方向为以线虫的Q神经前体细胞为对象，研究细胞骨架和信号转导蛋白如何调控神经系统的发育。神经元是构成神经系统结构和功能的基本单位,其形成的各种生理连接是维持正常脑功能的基础。神经元迁移是一个决定神经元在神经系统最终定位的基本过程，通过整
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张锋Nature重大突破：用新型高效Cas9实现基因组编辑
生物通报道 来自哈佛-麻省理工Broad研究所、麻省理工学院和国立卫生研究院国家生物技术信息中心的研究人员，在一项合作研究中发现了一种高效的Cas9核酸酶，攻克了体内基因组编辑面临的一个主要挑战。发表在《自然》（Nature）杂志上的研究结果，预计将有助于CRISPR工具箱更容易地应用于体内实验和治疗用途。最早在细菌中被发现，CRISPR-Cas9系统能够切割DNA，充当了对抗病毒感染的一个重要防御机制。尽管许多的微生物物种都拥有这一系统，研究人员优先选择改造了来自化脓链球菌的Cas9酶(SpCas9)来改变高等生物的DNA，并已成为一系列高度通用的基因组修饰技术的基础。要想扰乱成
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东北师范大学PLOS发表CRISPR研究新突破
生物通报道 来自东北师范大学的研究人员报告称，他们利用CRISPR/Cas9技术在小鼠中实现了基因组大片段的删除和插入。这一研究成果发布在3月24日的《PLOS ONE》杂志上。东北师范大学的郑耀武（Yaowu Zheng）教授和冯学超(Xuechao Feng)副教授是这篇论文的共同通讯作者。郑耀武教授长期从事基因表达和调节研究，曾建立了多种转基因动物和基因定位修饰动物模型,在Nature（5篇）, Science （2篇）、PNAS等权威杂志上发表多篇重要论文。冯学超副教授的主要研究方向是细胞水通道基因功能及动物转基因技术。遗传工程小鼠是一种可用于分析基因功能的强大工具。传统的
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基因编辑技术可干预“埃及伊蚊”肆虐
美国洛克菲勒大学的研究人员利用基因编辑技术（CRISPR-Cas9），掌握了致命的“埃及伊蚊”如何传播疾病，叮咬人类等信息，有望对其进行技术干预。相关研究发表在近日出版的《细胞报告》上。 CRISPR-Cas9技术是指利用靶点特异性将Cas9核酸酶带到基因组上的具体靶点，从而对特定基因位点进行切割。传统上来讲，要了解一个基因的功能，科学家会通过“剔除基因”，培养一种缺乏该基因的机体，然后研究这个机体的感官和行为的变化。 随着CRISPR-Cas9技术的快速发展，研究人员已能借此对很多有机体展开研究。现在，洛克菲勒大学的研究人员将这种技术应用在一种重要的物种——埃及伊蚊上，这种蚊子每年
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哈佛干细胞学家连发两篇Nature子刊
生物通报道：美国哈佛-麻省理工（MIT）布罗德研究所、哈佛大学干细胞研究所和干细胞及再生生物学系的干细胞专家Alexander Meissner博士带领的研究小组，利用基因组工具来研究发育生物学和干细胞生物学，特别关注表观遗传学调控。他们开创了新一代测序技术，来研究正常发育和疾病中的表观基因组。该研究小组也为使用基因组和单细胞成像工作制备iPS细胞，提供了重要的见解。在过去的几年当中， Alexander Meissner课题组在这一领域积累了丰富的经验，并研发了许多必要的工具。结合他们的基因组专业知识，能够扩大这些研究在再生医学中的广泛影响，为细胞状态的一般理解，做出了重要的贡献。仅从200
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用CRISPR构建“自毁”型载体
生物通报道：基因表达实验可以揭示蛋白质的功能，不过要精确控制基因的表达还比较困难，特别是在合成生物学和基因治疗领域。现在科学家们利用CRISPR技术构建出了一种新型载体，该载体在哺乳动物细胞中产生蛋白合成脉冲之后就会降解，由此控制蛋白质的表达量和表达时间。这项研究发表在Nucleic Acids Research杂志上。为了实现精确可控的基因递送，德克萨斯大学Leonidas Bleris决定带领研究团队设计半衰期短的质粒，“我们很快决定采用CRISPR-Cas9技术，”他说。研究人员设计的质粒载体携带有目的基因、Cas9核酸酶和引导Cas9剪切的gRNA。当这样的质粒进入细胞之后，就会生产这
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北京大学刘东课题组：用CRISPR技术调控基因表达
生物通报道 来自北京大学生命科学学院的研究人员报告称，他们利用构建的dCas9融合系统在线虫和斑马鱼中调控了基因的表达。研究成果发布在3月27日的《细胞研究》（Cell Research）杂志上。北京大学生命科学学院刘东（Dong Liu）研究员和博士研究生刘朋朋( Pengpeng Liu)是这篇论文的共同通讯作者。刘东研究员的主要科研领域包括感觉神经器官的发育，以及听觉形成与再生（延伸阅读：北京大学Cell Res发表CRISPR研究新成果）。CRISPR/ Cas系统是目前发现存在于大多数细菌与所有古细菌中的一种后天免疫系统，它能够整合来自外源入侵者的少量基因，像疫
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3月王牌聚焦：2015技术冲击
生物通报道：技术是科学研究的兴奋剂，每一步技术的进步都是促进科研发展的充要条件，这对于自然科学研究更是如此。在今年刚刚过去的三个月时间里，技术进展如潮水般涌现，冲击着生命科学研究的方方面面。首先还是不少人关注的CRISPR技术，从技术本身来说，来自美国希望之城贝克曼研究所等处的研究人员使用了一种基于整合酶缺陷型慢病毒载体（IDLV）的技术，通过表达CRISPR/Cas9核酸酶或TALENs的质粒转染HEK细胞，之后转导了IDLV。这个IDLV携带的基因赋予了抗生素和嘌呤霉素的抗性。核酸酶形成DSB后，允许IDLV整合，使得耐受嘌呤霉素的克隆数量增加了两到三倍。还有来自韩国首尔大学等处的研究人员
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Science推出CRISPR特辑：一场正在进行的革命
生物通报道：生物学家们一直在打磨能够进行DNA编辑的工具，而CRISPR技术很快成为了其中最耀眼的明星。最近，CRISPR技术在蓬勃发展的同时，还引发了一场不小的风波。Science把与CRISPR有关的论文、新闻和评论文章集结起来，推出了名为“The CRISPR Revolution”的特辑。CRISPR体系包括一个来自细菌的核酸酶（Cas）和一段与目标DNA匹配的引导性RNA，能为细菌沉默入侵者（比如病毒）遗传信息的关键部分。与其他基因编辑技术相比，CRISPR技术更易于操作扩展性也更强，因此迅速成为了科研领域的宠儿，在基因工程领域和生物医学领域有着巨大的应用潜力。MCR：将杂合突变转变
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Nature子刊连发两项CRISPR重要成果
生物通报道：规律成簇的间隔短回文重复CRISPR与内切酶Cas9的组合，原本是细菌抵御病毒的重要武器，现在这一组合已经成为了一个通用工具，被用于在真核生物中进行位点特异性的基因组修饰。CRISPR/Cas9系统在进行基因组编辑时，内切酶Cas9会在gRNA的指导下引入位点特异性的双链断裂。然后细胞利用寡核苷酸与目的位点的同源重组进行修复，最终实现对基因组特定位点的改写。细胞主要通过两种途径来修复这样的损伤，非同源性末端接合（NHEJ）和同源介导修复（HDR），CRISPR/Cas9主要依赖于同源介导修复。同源介导修复比非同源性末端接合的效率低很多，大大影响了CRISPR/Cas9的编辑效果，阻
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Nature技术突破：将CRISPR效率提高19倍
生物通报道 CRISPR/Cas系统可以构建出多个基因精确突变的小鼠，但其效率低下阻碍了生成足够数量的转基因小鼠来建立人类疾病模型。通过添加一种抗癌药物Scr7到遗传编辑的受精卵中，Whitehead研究所的科学家将CRISPR/Cas的效率显著提高了19倍。这一重要的成果发表在本周的《自然生物技术》（Nature Biotechnology）杂志上。CRISPR- Cas系统是通过在特异的位点造成DNA断裂，然后依赖于细胞的DNA修复机制插入或删除一个或多个靶基因来实现精确的基因组编辑。CRISPR/Cas系统使得在细胞系中进行基因组编辑变得相对快速且廉价（延伸阅读：Scienc
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Nature Methods：如何提高基因组编辑的特异性
生物通报道：ZFN、TALEN和CRISPR/Cas9是近年来最热门的基因组编辑工具。这些核酸酶可以向基因组中引入位点特异性的双链断裂，然而利用寡核苷酸与目的位点的同源重组进行修复，最终实现对基因组特定位点的改变。对细胞进行基因编辑有着巨大的应用潜力，但这些技术的安全性还令人忧虑。目前基因组编辑的效率还不够高，脱靶效应大大限制了它们的应用范围，尤其是在临床方面。Nature Methods杂志发表的一项新研究解决了这个问题，大大提高了TALE核酸酶编辑基因组的特异性。TALE蛋白的奇特之处在于它的DNA结合结构域。与其他DNA结合结构域不同，TALE蛋白的DNA 结合结构域由不同数量的重复单元
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