对话周琪:华盛顿共识

正基因编辑技术的飞速发展,特别是近年来CRISPR技术的广泛应用,使得人类拥有了前所未有的改变和修饰基因组的能力.CRISPR技术来源于细菌本身对抗噬菌体的"免疫系统".这项技术利用单链引导RNA(sgRNA)和Cas9蛋白,可以在体内和体外简单、迅速、低成本实现基因编辑.2012年以来,CRISPR技术已经广泛地被全球应用于各个实验室,进行几     

转基因肿瘤细胞可对抗癌症

正在小鼠身上的试验表明,转基因癌细胞可以表达一种抗癌细胞因子移生于肿瘤,并抑制其发展。五年前,纽约市纪念斯隆凯特林癌症中心的科学家们发现,循环肿瘤细胞(CTCs)既可以移生于新的转移瘤,也可以再回到原发肿瘤细胞。正是利用CTCs的这种双向运动,新墨西哥大学的研究人员及其同事们给小鼠注射了转基因CTCs,可表达一种抗     

“基因驱动”首次在哺乳动物中实现

正CRISPR技术目前可以用于设计雌性转基因小鼠,这样使特定的基因传递给后代的可能性大大增加近期,研究人员首次使用基因编辑工具CRISPR技术实现加速哺乳动物中特定基因的遗传。这项富有争议的"基因驱动"技术在多年前就在实验动物的繁育中崭露头角,现如今这项技术能够使得特定基因在整个物种中快速扩增。不仅如此,这项技术还大大激发了科学家的各种设想:是不是能够在动物体内导入某种致命的基因以消灭     

不仅仅是基因编辑——CRISPR工具包扩展出三个新技能

正近期发表在《科学》杂志的三项研究中,全球领先的CRISPR实验室在这项技术上展示了一些极具创造性的新发现,将这位编辑高手变成了一名病毒侦探,抑或是一位目光敏锐的历史学家,将细胞的整个历史寥寥几笔记录在DNA中。与CRISPR一样,这些新技术也被冠以可爱的缩略词,例如"照相机"(CAMERA)、"探测器"(DETECTR)和"神探夏洛克"(SHERLOCK)。CRISPR的"创意性用途"突然爆发式涌现清楚地表明,科学家还远未完成这项技     

编辑人生

正生物学领域正在经历一场革命,基因编辑理论将颠覆人们的认知。你盘子里的食物,家中的宠物,夜里在你耳边嗡嗡作响的蚊子;你体内的细胞,甚至你下一代的大脑和身体……所有的这一切都将被一项新兴的"基因编辑技术"所改变,而这种改变,将会贯穿你的一生。虽然突破性、革命性这样的词汇已经被大众用得太多了,但如果要评价CRISPR基因编辑技术,这些词汇可能都显得太过苍白无力。     

CRISPR基因编辑技术因何受关注

正2007年,一家酸奶公司发现了一种出人意料的细菌防御病毒入侵的机制,CRISPR由此孕育并于2012年真正问世。如今,CRISPR已经成为一个分子奇迹,不只是生物学家,全世界很多人都在关注荣登《科学》杂志2015年度科学突破榜首的CRISPR基因编辑技术。CRISPR此前曾在2012年和2013年两度入选《科学》杂志年度十大科学突破榜单,不过每次都与其他基因编辑技术一起打包当选亚军,而今年     

微调可使CRISPR准确度提高50倍

<正>CRISPR可能是首个有望颠覆天然基因组、消除遗传疾病的基因编辑成果。但从一开始,就有一道难题摆在面前:准确性。早在2017年,一份报告因使用CRISPR技术而充满争议:因为在小鼠身上发现了大量脱靶的编辑,基因编辑工具肆意地剪切了无辜的基因。这项研究遭到了强烈的驳斥,并最终被撤回,但人们对这种强大工具的脱靶问题的担忧并没有消失。即使相对准确的CRISPR替代版本,最近也因为其在DNA和     

基因编辑技术或将治疗先天性眼病

<正>美国将进行首项在人体内部测试CRISPR基因编辑技术的研究,这项研究计划使用CRISPR来治疗导致失明的遗传性眼部疾病。患有这种疾病的人有一种影响视网膜功能的基因突变。新的疗法将使用CRISPR精确地编辑特定位置的DNA,并纠正基因突变。此次试验将纳入18名患者,包括3岁及以上的儿童和成人。在这项     

阻断循环肿瘤细胞免疫检查点HLA-E:CD94-NKG2A抑制肿瘤转移

<正>肿瘤细胞的转移扩散是癌症相关死亡的主要原因.从原发灶肿瘤脱落的循环肿瘤细胞(circulating tumor cells, CTCs)被认为是肿瘤远端转移的“种子”[1].阐明肿瘤细胞转移扩散的潜在机制、开发针对肿瘤转移“种子”细胞的新型治疗策略对抑制肿瘤转移具有重要意义.近年来,随着人们对肿瘤免疫逃逸的认知,实体肿瘤原发或转移灶肿瘤微环境中肿瘤细胞与不同类型的免疫细胞之间的免疫检查点分子已经得到了广泛的研究,并被应用于肿瘤的临床治疗.     

CRISPR/Cas基因组编辑技术及其在农作物品种改良中的应用

CRISPR/Cas是存在于细菌及古细菌中成簇的、规律间隔的短回文重复序列及其核酸酶系统,是细菌和古细菌中破坏噬菌体与外源DNA的免疫防护机制.科学家将该免疫防护机制改造成了简便高效的基因组编辑工具,并在微生物、动物及植物的基因功能解析及改良方面取得了巨大的进展.本文先对基于CRISPR/Cas开发的植物基因组编辑工具,如CRISPR/Cas9、CRISPR/Cas介导的同源重组、胞嘧啶碱基编辑器、腺嘌呤碱基编辑器、双碱基编辑器和引导编辑器等进行介绍,接着详细阐述了在作物分子育种中越来越重要的DNA-free CRISPR/Cas植物基因组编辑技术,然后探讨了CRISPR/Cas基因组编辑技术在提高作物产量和品质、提高作物对生物及非生物逆境抗性、从头驯化及定向改良等方面的应用,分析了CRISPR/Cas植物基因组编辑技术的发展趋势、促进该技术应用的国家政策导向及社会环境,以便更好地促进CRISPR/Cas基因组编辑技术在农作物品种改良中的应用,助推我国种业振兴和藏粮于技战略的实现.     

癌转移机理

了解恶性瘤细胞如何从原发肿瘤扩散到其他部位形成继发肿瘤,是癌研究的主要目标之一。尽管对原发肿瘤的手术及辅助治疗的进展,大多数病人仍死于转移。过去几年里,许多实验室研究了肿瘤细胞的性质和转移机理,并提出了一些观点。转移过程转移是一种由不相连的癌引起的瘤性损害。能产生转移是恶性瘤细胞的一个特征,但恶性不是所有瘤细胞的特征,缺乏侵袭和转移能力的瘤细胞是良性的。这种分类在讨论转移时是很明确的,但文献中应用“恶性”的术语在增多,错误地把它作为“瘤性”或“致瘤的”同义词,也常看到刊物中提到体外的细胞“恶性转化”,其实在这些情况下未做体内是否     

基因驱动野外试验极具风险

正在专家们发现基因驱动技术存在许多潜在风险的同时,美国国家科学院却资助了更多基因驱动的研究,其中可能包括"高管控下的野外试验"。2012年,科学家发现了一种能够精确编辑基因的新办法,这种被命名为CRISPR的技术让许多诱人设想的实现成为可能,比如说,科学家想要利用这一技术去治愈遗传性疾病或者去发明新的农作物。     

CRISPR/Cas9基因编辑技术在脑科学中的应用策略

基因编辑是对生物体基因组的目标基因进行精确切割、插入等操作.CRISPR/Cas9技术是基于向导RNA识别DNA靶序列,Cas9蛋白作为核酸酶切割DNA靶点来实现基因编辑.该技术自2012年报道以来已被不断改进,因具有普适、高效、简便等优点,迅速成为现阶段应用最广的基因编辑技术.在脑科学领域,CRISPR/Cas9技术不仅可应用于离体神经细胞,也可以在受精卵期、胚胎期或成年期应用;应用目的涉及脑基因与功能研究、基因敲除/敲入小鼠模型的构建、某些疾病的实验性治疗等.尤其是在一些遗传性疾病如视网膜色素变性、亨廷顿病的动物模型上,CRISPR/Cas9方法已经初步展示了令人鼓舞的治疗效果.未来,该技术将会在精确编辑效率与可控性方面有进一步提升,并可能在脑定向导入方法、脑神经环路解析等专业应用环节获得显著的发展.     

CRISPR-Cas9技术发展史:25年的科学历程

CRISPR-Cas是一种重要的原核生物获得性免疫系统。CRISPR序列可转录并加工为非编码RNA——cr RNA,而Cas利用其DNA核酸外切酶完成RNA介导的靶DNA剪切,从而抵御噬菌体和质粒等DNA的入侵。在这一系统基础上改进并发明目前生命科学领域广泛应用的CRISPR-Cas9基因编辑技术。通过对CRISPR序列发现、结构命名、功能预测、实验证实、机制研究和系统改进等的描述,以期能对CRISPR-Cas9技术的诞生过程有一个全面的了解。     

亨廷顿舞蹈病基因敲入猪培育成功

<正>我国科学家领衔的国际研究团队经过4年努力,首次利用基因编辑技术CRISPR/Cas9和体细胞核移植技术(SCNT),成功培育出世界首例亨廷顿舞蹈病基因敲入猪,精准地模拟出了人类神经退行性疾病。"亨廷顿舞蹈病"是由单基因突变导致的神经退行性疾病,是一个理想的疾病模式,也是研究多基因突变病症的基础。老年痴呆、帕金森病、肌萎缩侧索硬化症等都属于神经退行性疾病。这些疾病由于缺乏合适的动物模型进行药物筛     

CRISPR在美国首次用于人体试验

正尽管宾夕法尼亚大学的研究标志着CRISPR在美国首次涉足人类领域,但就这次试验而言,CRISPR技术实际上处于次要地位,发挥主要作用的是CAR-T技术。CRISPR刚刚达到了另一个里程碑。2019年4月,宾夕法尼亚大学研究人员宣布,他们联合基因编辑技术与另一项神奇的生物技术——嵌合抗原受体细胞疗法(CAR-T)对两名癌症患者进行治疗。目前,要判断这种疗法对两名患者是否有益还为时过早,但研究     

CRISPR/Cas工具的开发和应用

CRISPR/Cas系统是细菌、古菌抵抗外源DNA或RNA入侵的免疫系统,细菌和古菌通过crRNA和Cas蛋白识别靶标DNA或RNA,并切割这些外源入侵核酸.目前, CRISPR/Cas系统已广泛应用于基因编辑领域,多种Cas蛋白的发现扩宽了CRISPR/Cas编辑基因的范围.如Cas9和Cas12可在基因组上靶向插入或删除DNA序列; Cas13和RCas9可靶向切割RNA.另外,多种Cas衍生工具的开发让CRISPR/Cas系统发挥更多的功能.如基因编辑方面,通过base editor可进行DNA单碱基编辑,通过prime editor可进行DNA单碱基编辑和小片段插入缺失;如基因表达调控方面,通过CRISPRa和CRISPRi可以激活或抑制基因RNA表达.同时, CRISPR/Cas系统还广泛应用于功能基因遗传筛选、基因检测、活体成像、细胞谱系示踪等多个领域.随着CRISPR/Cas基因编辑工具的不断开发,将不断促进科学研究进展,并有望通过CRISPR/Cas介导的基因治疗为患者带来福音.     

利用CRISPR/Cas9基因编辑技术治疗β-地中海贫血的最新进展

地中海贫血是β-珠蛋白基因(HBB)点突变或缺失引起的单基因遗传病,患者产生溶血性贫血,其生存主要依赖于反复输血及去铁治疗,最终导致多器官受损、衰竭,给个人、家庭和国家带来严重的经济负担.随着基因编辑技术的蓬勃发展,可能治愈基因突变性疾病的基因治疗应运而生,其中CRISPR/Cas9基因编辑技术凭其靶向特异性、经济性等优势备受关注,并已广泛应用于分子生物学以及生命科学领域的研究.如今CRISPR/Cas9基因编辑技术修复人多能干细胞HBB基因、诱导胎儿血红蛋白(HbF)合成或抑制α-珠蛋白基因(HBA基因)表达是治愈β-地中海贫血的三大可行性策略,相关临床试验已相继开展.本文就CRISPR/Cas9系统的研究进展、作用机制以及在治疗β-地中海贫血的最新研究与应用进行综述,涉及细胞实验、动物模型、临床试验等内容,并介绍了CRISPR/Cas9系统衍生的新型基因编辑工具碱基编辑器在该领域的研究应用,为促进β-地中海贫血从基础研究转向临床治疗提供新的思路和方向.     

科学家揭示癌症蜕变实质

肿瘤缘何扩散呢？科学家正在探索癌病变转移基因。确诊病因后，癌症患者可能获悉最坏的消息 是肿瘤已经病变，问时癌细胞开始扩散到身体其他部位。 称为癌转移的这种病变过程占所有癌死亡率的９０％，而且这背后的生物学机理长期以来一直令科学家迷惑不解。眼下２个研究小组已经确认，多种基因导致了黑色素瘤这种致命的皮肤癌细胞的扩散。据称，这项发明有望协助医生预防和治疗这种 日趋增多的常见癌症，以及其他利用类似危害方式使人致命的转移性癌症。 今年８月初，《自然》杂志刊载了这项研究成 果。据悉，该研究依靠一种基因表达图形显…     

基因改造人就在我们中间

正到目前为止,基因技术发展情况还算不错,美国需要冷静地讨论CRISPR基因技术的利与弊,而不是对这项技术一概禁止。中国一位名叫贺建奎的科学家宣布,他在胚胎期进行基因编辑的一对双胞胎女婴于2018年11月出生。从某些方面来说,这样的新闻其实并不新鲜,事实上,"转基因人类"早已经出现在我们中间。20世纪90年代中期,美国新泽西州的一