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基因编辑-2016年不能错过的重大事件: 热度 1 xiang1838 2016-8-7 10:28; 作者：王小乐来源：生物医药行业动态（Biomed24）公司过去半年里，以 CRISPR/Cas9 技术为基础的，最出名的 3 家基因编辑公 Editas Medicine ， Intellia Therapeutics 和 CRISPR Therapeutics 分别在资本市场获得了骄人成绩， Editas 和 Intellia 成功 IPO ，登陆纳斯达克； CRISPR 顺利完成 B 轮 3800 万美元融资，并且获得拜耳 3 亿美元的投资。 Editas Medicine 融资市值： 2016 年 2 月， Editas Medicine 在纳斯达克（ Nasdaq ）成功 IPO ，融资 9440 万美元。以 2016 年 8 月 6 日股价计算， Editas Medicine 目前市值维持在 9 亿美元左右。关键人物：张锋、 Jennifer Doudna 、 George Church 目标疾病：勒伯尔氏先天性黑蒙 (LCA) 、血液类疾病、肿瘤免疫疗法（ CAR-T ）合作企业： Juno Therapeutics Intellia Therapeutics 融资市值： 2016 年 5 月， Intellia Therapuetics 在纳斯达克成功 IPO ，融资 1.08 亿美元。以 2016 年 8 月 6 日股价计算， IntelliaTherapuetics 目前市值维持在 7.24 亿美元左右。关键人物： Jennifer Doudna 目标疾病：甲状腺素蛋白淀粉样变性、α 1- 抗胰蛋白酶缺乏症、乙肝、血液干细胞移植、肿瘤免疫疗法（ CAR-T ）合作企业：诺华、 Regeneron CRISPR Therapeutics 融资市值： 2016 年 7 月， CRISPR Therapeutics 宣布完成 B 轮 3800 万美元融资。迄今为止该公司总融资额已达 1.4 亿美元。关键人物： EmmanuelleCharpentier 目标疾病：囊肿性纤维化、失明、血液病及先天性心脏病等合作企业：拜耳、 Vertex 技术革新 Cas9 酶是 CRISPR 基因编辑技术的关键点。 2015 年 Editas 的创始人张峰在著名杂志《 Cell 》刊登文章表示发现了比 Cas9 酶更具有优势的替代物 Cpf1 。半年以来， CRISPR 技术革新的焦点无疑是 2016 年 5 月由河北科技大学韩春雨团队刊登在《 Nature Biotechnology 》的研究成果：发现了 CRISPR 基因编辑技术中关键酶 Cas9 的替代物 NgAgo 。文章表示以 DNA 为导向的 NgAgo 酶比 Cas9 酶更具有优势，而且特异性更高。然而质疑声不断。澳大利亚国立大学的 GaetanBurgio 、西班牙国立生物技术中心的 LluisMontoliu 均表示无法重复该实验。 8 月 2 日，《 Nature Biotechnology 》发言人表示：“将按照既定流程来调查此事。” 各国政策和临床应用 CRISPR 基因编辑技术在为基因研究和疾病治疗带来便利的同时，也带来了巨大的伦理道德和安全性争议。 2015 年中山大学黄军领导的研究团队在《 Protein Cell 》上发表编辑人类胚胎的论文，引起了巨大争议。尽管如此，多数国家已经在有限范围内批准基因编辑的临床应用。 2016 年 2 月，伦敦 Francis Crick 研究中心的 Kathy Niakan 团队成功获得了英国人类胚胎和受精监管局 (HFEA) 科研监管许可。该团队将应用 CRISPR/Cas9 技术对健康的人类胚胎进行基因编辑。这是基因编辑领域的全球第一个国家级许可。 2016 年 4 月，日本生命伦理专门调查委员会宣布：允许日本相关机构在基础研究中“编辑”人类受精卵的基因，但出于安全和伦理方面的考虑，不允许将该技术应用到临床和辅助生殖中。 2016 年 6 月，美国国立卫生研究所（ NIH ）的咨询委员会批准了 Juno Therapeutics 公司的一项人体基因编辑临床试验。研究人员计划利用 CRISPR 技术编辑一名癌症患者的免疫细胞。同时，研究人员希望通过此次试验了解 CRISPR 技术在癌症治疗中的效果以及人体免疫系统对于来自于细菌的 Cas9 酶的免疫反应。这项试验目前还需要美国 FDA 和伦理委员会的批准。 2016 年 7 月，中国四川大学华西医院宣布获得医院伦理委员会批准，最快于下个月针对肺癌患者开展基因编辑治疗。该团队计划利用 CRISPR-Cas9 基因编辑技术修饰的细胞来治疗肺癌患者。此次试验有望成为全球首例 CRISPR 基因编辑人体试验。其他应用 2016 年 4 月，利用 CRISPR-Cas9 基因编辑技术得到的工程化蘑菇已经在美国开始种植并且售卖。美国农业部目前并没有对这一行为进行管制。。这种新型的 CRISPR-Cas9 基因编辑蘑菇因为并不含有来源于病毒或细菌之类“植物有害生物”的外源 DNA ，因此不在美国农业部监管程序范围之内。这种被基因编辑过的白色双孢菇（ Agaricus bisporus ）获得了抗褐变的能力。在过去 5 年里，大概有 30 种转基因生物避开美国农业部监管系统的，其中很多都是利用基因编辑技术产生的。 CRISPR 被誉为和 PCR 技术同等分量的技术发明。该技术的三位核心人物张锋、 JenniferDoudna 和 Emmanuelle Charpentier 更是被视作诺贝尔生理学或医学奖的热门人选。 2016 年 3 月，三位大神与其他四位科学家同获加拿大盖尔德纳奖。但是围绕 CRISPR 技术专利的争夺战仍在继续，不排除三位大神以后法庭见面的可能。颁奖台见了，法庭再见的画面一定很美。; 4254 次阅读|1 个评论

面对韩春雨，大家太急了，我的个天呀: 热度 17 zhangjiuqing 2016-8-4 16:48; 面对韩春雨，大家太急了，我的个天呀 2016年5月2日，韩春雨的基因编辑新技术NgAgo-gDNA论文发表在《自然-生物技术》。 2016年5月8日，公知名人饶毅发表“韩春雨，一鸣惊人式的中国科学家发明世界一流新技术”。把论文发表当成获得检验的成果，饶毅太急了。 2016年5月23日，九三学社副主席专程赴河北看望韩春雨并邀请其加入九三学社。领导太急了，估计是太相信饶毅的判断了。 2016年7月2日，方舟子质疑韩春雨的科技成果。质疑是对的，却给人留下了判定“韩春雨造假”的印象，方舟子可能是急了一点。 2016月7月13日，韩春雨当选为河北省科协第九届委员会副主席。把科研人员能发论文当成具备团结科技人员的能力，科协组织太急了。 2016年8月，科学界响起了质疑之声，公众舆论跟着起哄。公众舆论连让科学界自我鉴定的时间都不给，大家也都太急了。真是“三个月太久，只争朝夕”。; 个人分类: 生活点滴|7341 次阅读|19 个评论

韩春雨有没有造假之长江学者是不是可以缓一缓: 热度 29 aarhusguy 2016-8-1 05:35; 最近，去挪威度假了。七月是丹麦人的休假高峰，因为七月中小学，幼儿园和托儿所关门，又没有中国那样的爷爷奶奶外公外婆帮带文化，所以只好选择这个时候休假，顺便照看小孩。丹麦休假有 30 几天（不包括公共假日和周末），但我一直没搞清楚具体几天，因为虽然来丹麦好多年了，没有哪一年能把休假用完。刚开始，因为假期没用完，学校就把没能用完的天数折算成假期钱。我因此得了一笔‘意外之财 ’。后来学校没钱了，就取消了假期钱，但我还是没能用完。对多数中国留学生来说，丹麦的假期实在太长了！这次的度假，早有打算。年初，博主的文章还在审稿阶段的时候，就决定接受以后一定要奖一个假期给自己。六月份，终于发表在 eLIFE 了。好吧，我其实想说，这次，我总算亲眼看到了著名的挪威峡湾（图 1 ）！回到韩春雨的话题。前几日，看到韩春雨要评长江学者的消息。心里着实一惊。这万一要是证实造假了，可怎么收场。话说回来，现在的领导们确实看重科学技术和重视科技人才。这都是好事。韩的成果一出来，立马就有领导接见，也有领导表示给韩追加 funding 。效率非常之高，这都没错，因为这是在默认韩的论文是真实的基础上的。别说通常没有科学背景的行政领导，就是不同专业的学者，要对 NgAgo 有个准确的评价也是勉为其难。看到很多媒体听风就是雨，比如说 NgAgo 会得诺贝尔奖（绝对没有可能，以后有空再分析），会淘汰 CRISPR 等，实在有点误导大众。作为基因编辑研究者，我觉得有必要花点时间写点准确的易懂的博文，就当写 review 吧。博主其实是最早宣传 NgAgo 的人之一，也是最早质疑 NgAgo 的人之一。博主对国内能做出高水平成果非常自豪，并且向很多同事推荐了韩文。博主还从免疫学的角度，发现了 NgAgo 系统一个新的优点，即 gDNA 不会诱导免疫反应，而 gRNA 有时候会（图 2 ）。因此博主有理由希望 NgAgo works ，但博主更希望看到一个真实的 NgAgo 。方舟子的第二次发难就是引用了博主的对韩文质疑的图解。后人有人质疑方舟子应该给原作者 credit ，但博主觉得至少方舟子没有把博主的网名去掉，所以我没意见：）这段时间又出现了几个新角色。就从这几个人谈起吧。第一个是前文提到，一个叫 Gaetan Burgio 的澳洲某大学学者 7 月 15 日在推特上宣布，他重复出来了，而且十分高效（见图 3 ）！由于在此之前，几乎所有尝试过 NgAgo 切割基因组的人几乎都宣布失败。这哥们如此自信的宣布，无疑给很多无法重复而郁闷的不行的人打了一针兴奋剂。而且，这哥们不但成功了，而且是在小鼠的受精卵！羡慕之余，人们还惊叹这哥们真乃土豪啊！细胞系都没做，直接上老鼠了。要知道老鼠实验一般要比普通的细胞实验贵几个数量级呢。其实， Gaetan Burgio 得出结论的依据是，上面这个 PCR 图中，样本（ 1-8 ）出现了条带，而这些条带在未经 NgAgo 处理的受精卵（ 9 ）和水（ 10 ）上并未出现。其实他的依据相当不可靠，上面这个 PCR 图，很多有经验的人看了之后，都会和我一样怀疑其实是非特异性杂带，并且对这位已经是课题组长的 Gaetan Burgio 如此轻率的得出结论颇为惊讶。果其不然， 7 月 29 日，测序数据出来后，这哥们来了个华丽转身，宣布重复实验失败，并且表示 NgAgo 没前途。第二个是 Lluis Montoliu ，这是来自西班牙的学者。他可谓是韩春雨课题的直接竞争者。他的课题是研究如何让 ttAgo 切割基因组，但是因为 ttAgo 的活性需要高温，所以一直没有成功。当他看到韩春雨的论文出来后，坦诚非常失望，这意味着他努力了两年的课题失败了。同时，他也非常兴奋的尝试起 NgAgo ，但他很快发现无论怎么尝试，他都无论看到韩文里的结果。于是，这哥们恼羞成怒，建议同行不要再浪费资源在 NgAgo 上了。博主以为，即使韩春雨的论文被证实造假， NgAgo 通过工程化改造还是有可能实现基因组切割的。当然，这时跟韩春雨的论文已经不是一回事了。第三个是神经所的仇子龙，他宣称 NgAgo 可以切割基因组，尽管效率很低。博主注意到他的实验采用 293 细胞，一种类似癌细胞的细胞系，有不正常的染色体数目及许多不明的基因突变。并且他的结论是基于 kras 和 p53 这两个突变可能性很大的癌基因的实验。因此，博主对他的结论持非常谨慎的态度，因为他看到的可能是 293 细胞自身带有的突变而非 NgAgo 切割基因组产生的突变。如果，他能用不同的细胞重复出来，则结果才较为可靠。需要指出的是无论多少人无法重复这些都是间接证据，无法给韩是否造假定论。最终的定论需要通过河北科技大学成立公正的调查小组，就像当年日本理化所在小保方事件上所做的一样。如果韩真的造假，很多人担心对中国学者的声誉造成负面影响，博主以为只要按照国际学术界的通用规则处理，不包庇造假，那造假就是韩的个人行为，不会对其他中国学者造成影响。毕竟，造假在哪个国家都有。但是有一点是必然的，在发达国家，造假基本意味着学术生涯的结束。道理很简单，如果对第一个造假宽容，必然鼓励第二个造假，同时也是对其他辛辛苦苦工作的科学家的伤害。当然，剧情不是没有反转的可能。如果韩春雨宣布他的论文里的 NgAgo 其实是做过工程化改造的，但是忘了在论文里写出来，并且发一个勘误。这样，虽然招人嫉恨，自己损失一点人品，总算是可以过关了。但基于韩之前的几个申明都被证实不靠谱，比如， 1 ）有 20 几个实验室重复出他的结果； 2 ）做不出来的原因是细胞污染； 3 ）做 CRISPR 的人黑他，等，所以这个可能性很小。眼下，不是给韩春雨评长江学者的时候。如果韩造假，那绝不是最糟的，因为除了韩文的作者，其他任何人都没有什么可损失的，哪怕之前对韩的赞誉被打脸那也是因为基于韩文是真实的这个信任的基础之上；最糟的是因为一个个人让整个中国的学术圈背负信誉损失的风险。另外，就算韩文是真的，大家都能重复，再给他几年时间，把 NgAgo 做深入，做系统了，又何妨呢。要知道，真正的诺奖候选者， MIT 的 Zhang Feng 到现在还是助理教授呢。; 22784 次阅读|55 个评论

韩春雨老师，近来太火了: 热度 10 zlyang 2016-7-31 23:10; 韩春雨老师，近来太火了韩老师的新基因编辑技术NgAgo-gDNA，不知道前景怎样？我希望该研究结果是真的。请大家耐心等待进一步的实验结果。就算是不能重复，也不能一下子就认定造假。好像大数学家庞加莱也曾经发表过错误论文。后来导致该期期刊全部召回重印。相关链接：王盈颖，澎湃新闻，2016-07-31，多国科学家称韩春雨成果无法重复，要求公开数据 http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2016/7/352575.shtm 许培扬，2016-07-31，科研结果不能重复就是造假？《自然》告诉你 http://blog.sciencenet.cn/blog-280034-993641.html Ioannidis, John P. A.; Allison, David B.; Ball, Catherine A.; 等. Repeatability of published microarray gene expression analyses. NATURE GENETICS 卷: 41 期: 2 页: 149-155 出版年: FEB 2009 http://www.nature.com/ng/journal/v41/n2/full/ng.295.html Feng Gao , Xiao Z Shen , Feng Jiang , Yongqiang Wu Chunyu Han DNA-guided genome editing using the Natronobacterium gregoryi Argonaute Nature Biotechnology 34 , 768–773 (2016) doi:10.1038/nbt.3547 Received 03 June 2015 Accepted 21 March 2016 Published online 02 May 2016 http://www.nature.com/nbt/journal/v34/n7/full/nbt.3547.html 感谢您的指教！感谢您指正以上任何错误！; 7792 次阅读|45 个评论

[转载]全球首例基因编辑人体临床试验：将在中国进行: CASMART 2016-7-25 16:28; 中国科学家即将成为全世界首个把CRISPR–Cas9基因编辑技术修饰的细胞注入人体的团队。　　由四川大学华西医院的肿瘤学家卢铀领导的团队，计划从下月起在肺癌患者身上测试这种细胞。临床试验在7月6日获得了华西医院伦理委员会的批准。　　“这是一项激动人心的进步，”CarlJune表示，他是宾夕法尼亚大学的一位免疫疗法临床研究者。　　此前，研究人员已经开展过一系列使用另一种基因编辑技术的人体临床试验，其中一项是由June领导的，他的研究已经对HIV感染者起到了帮助。June还是一项计划中的美国临床试验的科学顾问，该实验也将使用CRISPR–Cas9修饰的细胞治疗癌症。　　上个月，美国美国国立卫生研究院（NIH）的一个顾问委员会批准了June的这个项目。但该临床试验在开展前还需要获得美国食品药品监督管理局（FDA）和大学伦理委员会的批准。美国研究者表示，他们可能可以在今年年底开始临床试验。　　当化疗无效时　　中国的这项临床试验将招募化疗、放疗等常规治疗无效的转移性非小细胞肺癌患者。“（对他们来说，）疗法的选择非常有限，”卢铀表示，“这一技术有望为患者带去帮助，特别是对我们每天治疗的那些病人来说”。　　卢铀的团队将会从招募参加临床试验的患者血液中采集T细胞（一种免疫细胞），然后使用CRISPR–Cas9技术来敲除细胞中的一个基因——CRISPR-Cas9技术将一种能够识别染色体上特定基因序列的分子模板，以及一种能将该染色体特定序列位置剪掉的酶结合起来。敲除的这个基因为一种名叫PD-1的蛋白质编码，这种蛋白质通常是细胞免疫反应的一个检查点，可以防止免疫细胞攻击健康的细胞。　　经过基因编辑的细胞会在实验室进行培养增殖，然后回输到患者的血液中。改造后的细胞将在患者体内巡视。卢铀表示，研究团队希望它们能对癌细胞发起攻击。计划中的美国临床试验也打算敲除编码PD-1蛋白的基因，不过在将细胞回输给患者前，还会敲除另一个基因，再加入一个新的基因。　　去年，FDA批准了两种基于抗体的阻断PD-1的疗法，用于治疗肺癌。但这些抗体会在多大程度上阻断PD-1并激活免疫反应，对每个患者来说都是难以预测的。　　与之相比，敲除基因的方法阻断PD-1的确定性更高，增殖细胞又提高了激活免疫反应的概率。“这种方法将会比抗体高效得多，”TimothyChan表示，他在纽约市纪念斯隆凯特琳癌症中心从事免疫疗法的临床研究。　　验证细胞　　众所周知，CRISPR基因编辑技术有可能会在错误的位置编辑基因组，从而可能出现有害影响。卢铀团队的成员之一，华西医院的肿瘤学家邓磊表示，本次临床试验的合作方之一，成都美杰赛尔生物科技公司，会对细胞进行验证，在将细胞回输给患者前确认敲除的是正确的基因。　　由于这一疗法针对的是T细胞，而T细胞与许多非特异性免疫反应都有关系，Chan担心这种方法可能会导致过度的自体免疫反应，使细胞攻击肠道、肾上腺或其它健康组织。“所有的T细胞都会被激活，这将会是个问题。”Chan说。　　Chan建议研究团队从肿瘤病灶处采集T细胞，因为这些细胞已经会是专门攻击癌细胞的。但邓磊表示，他们的临床试验针对的肺癌肿瘤很难接近。邓磊还说，因为被FDA批准的抗体疗法中并没有出现很高比例的自体免疫反应，所以研究团队较为放心。　　这项一期临床试验的主要目的是检验这种疗法是否安全。临床试验将会在十位患者身上检验三种剂量的效果。同时，邓磊还说，团队还计划循序渐进，从一位患者开始逐渐增加剂量，密切观察是否出现副作用。但研究者也将关注血液中的标记物，这些标记物将显示这种疗法是否起效。　　以快著称　　卢铀表示，这项临床试验的审批过程研究团队投入了大量的时间和人力，历时半年，这当中包括与医院内部的伦理委员会的密切沟通。“（审批过程中）有许多来回沟通，”他说。卢铀还补充道，NIH批准另一项CRISPR临床试验“增强了我们和伦理委员会对这项研究的信心”。　　中国一向以CRISPR研究中进展迅速著称，有时太过迅速了，石井哲也（TetsuyaIshii）说，他是日本北海道大学的生物伦理学家。　　卢铀表示，他的团队进展迅速的原因是他们有癌症疗法临床试验方面的丰富经验。　　June对中国能在这类试验中拔得头筹并不意外，“中国非常重视生物医学研究”。　　石井哲也（TetsuyaIshii）指出，如果这项临床试验按计划开展的话，将会成为中国在CRISPR基因编辑领域众多“首位”中的最新一个，之前的首位包括最早使用CRISPR编辑人类胚胎和编辑猴子。　　“我希望我们能成为首位，”卢铀说，“更重要的是，我希望我们的临床试验能获得正面的数据。”（完）喀斯玛商城官方微信带给您新奇有趣的科技前沿、包罗万象的科研用品....; 806 次阅读|0 个评论

【头条】中国或将实行全球首例CRISPR人体临床试验！: 热度 11 SciLondon 2016-7-22 11:53; 【头条】中国或将实行全球首例CRISPR人体临床试验！（ London-Science.com 原创，未经许可，禁止转载。原文： http://www.london-science.com/archives/1046 ） CRISPR技术作为一项潜力无限的基因编辑技术，一直是世界科研的焦点。科学家们正在努力寻找利用CRISPR技术治疗人类疾病的方法。早在今年6月，首个用于人类的CRISPR治疗方法就在美国通过了伦理和安全委员会的审查：使用CRISPR技术改造免疫细胞的基因，以抵抗三种癌症。Editas Medicine、宾州大学等多个公司和大学都计划开展这项临床试验。然而，由于额外的FDA审批流程，这项临床试验最早要在2016年底（或2017年初）才行开始实施【1】。但是，就在昨天（7月21日），Nature传来重磅新闻：在今年8月份，中国科学家将率先开展世界首个CRISPR人体临床试验！这项人体试验将由四川大学华西医院的卢铀教授领导，计划改造免疫细胞，并注射入病人体内，以治疗非小细胞肺癌。卢铀教授介绍说，经过长达半年的审批，这项临床试验终于在7月6日得到了通过，八月份将正式开展。据Nature报道，卢铀教授的团队将招募一些特殊的非小细胞肺癌患者-癌症已扩散，并且化疗、放疗以及其他治疗方式均无效。“现有治疗手段对这些患者十分有限”卢教授说，“这项技术有望给他们带来极大的益处，尤其是那些我们每天医治的患者。” 卢教授的团队会从招募患者的血液中提取一种免疫细胞-T细胞，随后使用CRISPR-Cas9技术敲除掉编码PD-1蛋白的基因-这种蛋白通常负责调控免疫反应的发生，以避免这些改造后的免疫细胞攻击人体正常细胞。经过基因编辑的T细胞会在试验室内进行增殖，随后将被重新注入患者的血液系统。卢教授的团队希望这种经过改造的T细胞将随着血液循环，最终定位到癌细胞，并杀伤它们（关于CRISPR技术，请参考：五分钟看懂CRISPR/Cas技术）。其实，早在去年FDA就批准了利用抗体来抑制PD-1的肺癌疗法。然而抗体的抑制效果却很难被预测【2】。相反，敲除PD-1编码基因是一种确定性很强的抑制方法。来自Memorial Sloan Kettering Cancer Center的Tommy Chan教授说：“它（CRISPR技术）将比抗体更有威力！” 然而，CRISPR基因编辑技术可能会存在脱靶效应（错误的基因被改造），对人体有潜在的危害。因此，成都美杰赛尔生物科技有限公司（MedGenCell）将参与到这次项目中，验证基因敲除的准确性。 Tommy Chan教授也指出了这次试验的其它风险：由于T细胞涉及许多非特异性免疫反应，这种方法有可能引发过度的自身免疫反应，使免疫细胞攻击正常组织器官。他建议，从肿瘤病灶出获取T细胞-因为这些细胞经过分化，会特异性攻击癌细胞。卢教授的团队表示，病灶处的肿瘤细胞没有那么容易能获取，并且，结合之前来自FDA许可的抗体疗法的数据，他们发现自身免疫出现的几率并没有明显增加。本次一期临床试验的目的是为了验证这种疗法的安全性。卢教授的团队将招募10名志愿者，从单个患者开始试验，并以最低的剂量开始，测试3种不同剂量在10名患者之中的效果。团队将密切监测这次试验的副作用，并及时从患者血液中获取肿瘤标志物，对疗效进行检查。这次临床试验引发了全球的广泛关注。来自日本北海道大学的学者Tetsuya Ishii感叹说：“中国一向以快速进步而闻名-不过有时候真的是太快了!” 卢教授表示，他们的快速突破，得益于他们在临床试验和癌症治疗领域的丰富经验。同时，宾州大学的Carl June教授对于中国的这次研究突破并不惊讶： “中国是一个高度重视生物医学研究的国家。” Tetsuya Ishii表示，如果这次临床试验被成功执行，中国将保持一系列CRISPR领域”No.1”的记录：第一个CRISPR编辑的人类胚胎，以及第一个CRISPR编辑的猴子都在中国诞生。 “我希望我们是第一个“卢教授说，”更重要的是，我希望我们的临床试验能够取得正向的结果。” 卢教授简介：卢铀，男，教授，博士生导师，华西医科大学肿瘤科硕士。2001-2005年美国宾夕法尼亚大学医学院。人类基因治疗研究所博士后。华西医院海外引进人才。长期从事肿瘤放疗，放化疗及肿瘤生物治疗的基础和临床研究。在国内率先开展非小细胞肺癌和食管癌的交替放化疗临床研究。在DNA肿瘤疫苗和病毒载体基因治疗领域进行了前沿性研究。主要对肺癌，鼻咽癌，乳腺癌和大肠癌等中晚期肿瘤的综合治疗累积了丰富的临床经验。发表论文40多篇，国家发明专利1项。作为主研参与国家自然科学基金上项目及重点项目，国家863计划，国家973项目等多项课题，现主持国家863计划资助肿瘤研究子课题1项。 Nature报道： http://www.nature.com/news/chinese-scientists-to-pioneer-first-human-crispr-trial-1.20302 【1】 https://www.statnews.com/2016/06/21/crispr-human-trials/ 【2】 http://www.cancerresearch.org/cancer-immunotherapy/impacting-all-cancers/lung-cancer; 10681 次阅读|30 个评论

[转载]方舟子：韩春雨论文的实验结果是不是伪造的？: 热度 2 zhuyucai1 2016-7-21 17:36; （把方舟子封掉不利学术讨论--本博主）　韩春雨论文的实验结果是不是伪造的？　　·方舟子· 　　河北科大副教授（据闻已突击评为正教授）韩春雨因发明基因编辑新技术，被称为“诺贝尔级成果”，一夜成名，号称“诺公招手”了（注）。但是有多家实验室反映重复不出其论文中最关键的图4结果。有人仔细研究图4图片，发现其电泳结果不合理；还有人对这些图片做了亮度、对比度处理，发现有拼接的痕迹。这是怎么回事呢？　　我先给不是生物医学领域的读者粗略介绍一下其中的背景知识。论文图4是对DNA片段做电泳的结果。DNA片段带有电荷，把它添加到凝胶中，放进缓冲液，通上电，DNA片段就能在凝胶中移动，片段大的移动得慢，片段小的移动得快，染色以后可以看出这些片段在哪里，再跟已知大小的标识片段做对比，就可以知道片段的大小了。这就是所谓电泳。 http://xysblogs.org/wp-content/blogs/115/uploads//image1.JPG 　　论文图4a是对DNA进行了编辑后产生的不同片段进行电泳的结果。DNA是由一个个核苷酸链接而成的，核苷酸越多，DNA片段就越大。经过剪切之后，图中的 G6和G13相差30个核苷酸。这个大小差别是不是能在电泳上看出来，取决于凝胶的浓度和电泳的时间。看图4a中最左边的标识条带，250个核苷酸片段的和500个核苷酸片段的距离分得很开，估算可知大约相差10个核苷酸以上的条带就能分开，因此相差30个核苷酸的条带应该能够很明显地分开，但是在韩春雨出示的电泳图中，G6和G13却在同一个位置，高低一样，看不出差了30个核苷酸，这就很不合理。　　这张图还有一个不合理的地方。DNA凝胶电泳的条带通常平整，但是由于电压不稳定或缓冲液用得太久了不均匀，有时在条带的两端会出现拖尾滞后的现象。这张图的标识一列和样品最下面的条带都出现了拖尾，然而样品第二行的条带却出现了相反的“拖中”（两端跑得快、中间跑得慢），就像是最后一行往下跑，第二行往上跑，真是奇怪。 http://xysblogs.org/wp-content/blogs/115/uploads//image2.JPG 　　我们再来看看图4c。电泳图最下面的条带中含有的DNA片段和第二行条带中的DNA片段的量是一样的，但是由于最下面的片段比较小而且小片段通常会扩散开去，因此小片段的染色程度就应该比第二行条带浅得多（就像图4b那样）。但是在图4c中，显示的却是最下面的条带染色更强（密度可能差不多，但是算上条带面积就差别很大），这就很奇怪。图4a也存在同样的问题，只不过不像图4c那么明显。　　因此，从图4a和图4c的条带的位置和染色程度判断，这两个图不像是真实样品的电泳图，有两种可能，要么是“真的假电泳”，是在Photoshop中PS拼接出来的；要么是“假的真电泳”，用假样品跑出的电泳。而且造假者的分子生物学水平很差，都不知道怎么造出一个合乎常理的电泳图。　　在我发出《河北科大“韩春雨现象”的真相是什么？》之后，昨天有人宣称已重复出了论文图4的结果，但要过一周再上传。即使真的有人重复出来了，也无法解释上述电泳图的不合理之处。我在上篇文章中猜测，韩春雨只做出了图3 结果，做不出图4结果，就赌一把，编造图4结果，指望有别人能做出来。如果真有人做出来了，不过说明他赌对了。其实发明权应该属于能重复出来的人，韩春雨只是提供了一个“思路”。注：见河北科大生物科学与工程学院登的贺诗：浣溪沙/贺韩春雨博士发明基因剪刀春雨惊春清谷天。玉虫任意剪春幡。基因生物可修编。面壁十年终破壁，攀登数载凌绝巅。诺公招手向平凡。　　2016.7.17; 4800 次阅读|4 个评论

基因编辑工具箱，何不从新颖性、创造性和重要性来评判？: 热度 20 jintuo 2016-7-11 10:10; 韩春雨团队的基因编辑工具箱（ NgAgo 蛋白及 sDNA 导向核酸）引发的争议大约包括三个方面： 1 、真假？ 2 、创新亦或跟风？ 3 、有多重要？关于真假，尽管人们对于 Nature Biotech 的刊载有不同的解读，最为板上钉钉的结论得靠从事基因编辑的领域小同行证明，一般生物医药研究者不妨耐心等待一段时间。关于这项或这类工作的价值，与其纠结原创或跟风，不如从新颖性、创造性和重要性的角度分析更加明了。关于新颖性和创造性， NgAgo 工具箱应该是具备的；首先，这类蛋白在 37°C 展现基因剪切活性是首次报道（新颖性），而且实现这一点为该领域研究者攻而不克，不是一般技术人员可以自然联想到的，须要独到的思路（创造性）。真正重要的是这项（或这类）工作的重要性。小同行的否定性证据出来之前，我们暂且认为韩春雨团队的结论是正确的。这项工作重要与否取决于： 1 、 NgAgo 与 CRISPR ／ Cas9 相比有多大的优势； 2 、新的基因编辑工具出现带来的启示。关于 1 ，韩春雨的文章主张 24 个碱基对的 sDNA 作为导向寡核苷酸选择性更好。这点即便确实，优势不是决定性的。另外， NgAgo 蛋白比 Cas9 更小，从构象稳定性及体内递送来说有一定的优势，但也不是决定性的。无论是 NgAgo 还是 Cas9 ，以质粒的形态导入，须要比导向寡核苷酸早一段时间，这在细胞水平的操作上尚可，作为体内给药的药物则影响效率。 Cas9 由于出世较早，以蛋白形态直接转染已经成功，时间上实现与导向寡核苷酸的一致化；同时导向 RNA附带的 loop 结合在 Cas9 的沟槽中实现结构上的一体化。另外， Cas9 在蛋白表达时，可整合一段细胞核靶向肽，使得转染载体的构建不再需要考虑入核的问题，少了一项有难度的任务。 NaAgo 内切酶蛋白是否具有络合导向寡核苷酸的沟槽，以蛋白形态直接转染时的构象稳定性如何尚需实验。关于 2 ，即 NgAgo 带来的启示，可能更重要。一个与 CRISPR ／ Cas9 至少匹敌的基因编辑工具箱问世预示着这类系统不止一两个，特别是随着对于基因编辑工具的了解日益深入，人工设计更加优化的系统不无可能。最后想聊一下跟风和跟进的话题。科学网博主郭晓强提出以“跟进”代替的“跟风”更加中性和客观。 http://blog.sciencenet.cn/blog-2742581-989650.html 这一观点不无道理，一项突破性发现或技术出现，需要进一步证明、改进、补充、完善的跟进性工作很多，需要有人加以完成。但是，也有许多研究并非出于这样的目的。比如，许多跟仿性的“ me too ”的目的不是为了更好，更不是为了解决新技术遗留的重要问题，而是为了分一杯羹。更有一些研究，根本不考虑其所研究的方向上的科学或技术问题是否能够得到解决，想的只不过是在这块别人开垦了的土地上还能挖出几篇文章点缀履历，尽管心中十分明了这些文章与问题的解决于事无补。事实上，这样的研究在我们周围并不少见；这样的研究叫作跟风一点都不冤枉。; 10231 次阅读|29 个评论

[转载]HIV/艾滋病基因治疗进展(三):基于基因编辑技术的基因疗法: zhjhx 2016-6-25 16:16; 原创 2016-06-25 来源：微信公众号基因治疗领域基因治疗领域目前，基于基因编辑技术（如锌指核酸内切酶（ZFN）、类转录激活因子效应物核酸酶（TALEN）和CRISPR/Cas9等）的HIV/艾滋病基因治疗已进行了大量临床前和临床试验，利用此技术对病毒感染和复制相关基因进行改造或干预，希望能够减缓疾病进程，最终实现HIV/AIDS的功能性治愈或彻底治愈。初期的研究结果从侧面表明基因编辑技术用于HIV/艾滋病治疗的巨大潜力。例如：2009年报道的一位患者通过骨髓移植，成功治愈艾滋病。由于骨髓捐献者的CCR5基因编码区域发生突变，使CCR5作为HIV辅助受体的能力受损，最终导致CCR5基因突变的细胞具HIV感染抗性。但由于骨髓配型成功率低，再加上有CCR5相应突变的人很少，因此，上述治疗方案只能用于极个别的幸运患者。但是，此案例使研究人员更加相信通过基因编辑技术改造与HIV感染或复制相关基因（如CCR5、CXCR4、LEDGF等）可以治疗艾滋病。尽管目前存在诸多技术难题，安全性及有效性有待进一步验证，但其临床应用潜力巨大。 1. CCR5基因首个人工改造的CCR5是经ZFN基因编辑技术实现的，在人多能干细胞（hiPSCs）及人胚胎干细胞（hESCs）中表明了此技术治疗艾滋病的可能性。人源化小鼠体内实验表明：经基因编辑技术敲除CCR5基因的造血干/祖细胞（HSPCs）回输后，小鼠可以抵抗HIV感染。另外，一例Ⅰ期临床试验表明：ZFN介导的CCR5编辑技术安全有效，此研究中12位持续HIV病毒血症患者接受了单次剂量的经ZFN改造的自体CD 4+ T 细胞，大多数患者血液HIV DNA与 RNA水平降低，其中一位患者的血液RNA水平降至检测限以下。此外，患者的免疫功能也获得重建，CD 4+ T细胞数量明显升高。当然，还有一些基于ZFN技术编辑CCR5的艾滋病治疗方案处于或将要进行临床Ⅰ期试验。此外，基于TALEN 或 CRISPR/Cas9的CCR5基因编辑研究也取得了一定进展。 2. CXCR4基因基因编辑技术对CCR5基因的改造达到了良好的HIV/艾滋病治疗效果，启发了科学家利用基因编辑技术对CXCR4基因进行改造。CXCR4是HIV感染细胞的另外一种辅助受体。尽管进行了体外细胞实验及部分动物实验，疗效明显。但是考虑到CXCR4广泛分布在多种细胞表面，参与多种重要的生理功能，因此，基于CXCR4基因突变与敲除的艾滋病临床治疗试验需慎之又慎，必须进行足够大量的临床前评估。或许，未来研究人员能够找到一种更为安全的策略，在不影响正常生理功能的条件下，突变或敲除CXCR4基因来抗HIV感染。 3. HIV前病毒基因编辑技术清除HIV前病毒是另一种基于基因编辑技术的HIV/艾滋病治疗的新策略。抗病毒鸡尾酒疗法（即高效抗逆转录病毒治疗，HAART）虽能够有效控制HIV的复制，但是难以对付潜伏在细胞内的前病毒。一旦停止鸡尾酒疗法，潜伏的前病毒活化后产生大量游离病毒，因此，艾滋病患者必须终身服药。清除患者体内的潜伏前病毒是HIV/艾滋病领域最棘手的问题。近些年，基因编辑技术的发展让人们看到了解决这一难题的曙光。前期研究表明CRISPR/Cas9技术在体外细胞实验上能够将潜伏在细胞内的HIV前病毒清除，并证明此技术对细胞无毒副作用且无脱靶效应，能精确的切割HIV-1前病毒的5′到3′LTR 9709 bp前病毒基因组。这一研究提供了清除患者体内潜伏HIV-1前病毒的新策略。然而，最大的挑战在于如何向体内感染的组织或细胞中导入CRISPR/Cas9系统。近几年备受关注的腺相关病毒（AAV）基因传递系统获得了极大的发展，以其低毒性与导入基因的持续表达时间长等特性而广泛应用于癌症、心脏病、神性系统疾病、关节炎、肌营养不良症和囊性纤维化等疾病。近期，研究人员利用AAV基因载体将saCas9/gRNA运送到有HIV-1前病毒整合的转基因小鼠与大鼠中，两周后，研究人员提取了试验动物不同器官组织中的DNA，分析结果显示实验动物各组织的HIV-1前病毒都被从其基因组中切除了。此研究成果具有重大的临床意义，在未来几年进一步优化此技术的基础上可能会开展部分临床试验。此外，基于CRISPR/Cas9的技术，通过失活其核酸酶活性和设计靶向相应基因启动子的特异sgRNA基因，可以激活相应基因的特异性表达。近期，复旦大学Ji等人研究表明：基于CRISPR/Cas9基因编辑技术构建的dCas9-SunTag-VP64，即将核酸酶活性部分替换为特异性的转录激活因子，可以在不活化T细胞及无细胞毒性的情况下，激活潜伏病毒的转录。此策略也许是活化潜伏HIV的有效手段，与非基因方法相比，基因治疗的优势与不足以及如何有效的将此基因药物导入病毒潜伏库所在的细胞组织是有待解决的问题。另外，基于其它基因编辑技术（如：ZFN）切除HIV前病毒的研究也获得了一定的进展。 4. 其它靶点基因除了基因编辑技术针对的上述治疗靶点外，还有很多其它的治疗靶标也处于试验研究中。如： HIV整合辅助因子LEDGF，宿主限制因子APOBEC3G, TRIM5a，抑制HIV env 表达的TSPO等。其整体策略是：对于利于HIV感染和复制的基因进行突变或敲除，抑制其活性或表达；对于抗HIV基因进行激活或进一步活化，促进其表达。（欢迎分享本文，转载请保留出处：微信公众号基因治疗领域）; 个人分类: 健康医疗|2450 次阅读|0 个评论

【热点科普】五分钟看懂CRISPR/Cas技术: 热度 2 SciLondon 2016-6-10 12:21; 【热点科普】五分钟看懂CRISPR/Cas技术（ London-Science.com 原创，未经许可，禁止转载。原文： http://www.london-science.com/archives/220 ）前言 6月2日，Science杂志发表了关于CRISPR技术的突破性成果，确定了一个靶向RNA而非DNA的新型CRISPR系统特征。来自麻省理工学院-哈佛大学Broad研究所、麻省理工学院、美国国立卫生研究院、罗格斯大学新布朗斯维克分校和俄罗斯Skolkovo理工学院的研究人员共同取得了这项研究成果，拥有“CRISPR/Cas之父”之称的著名科学家张锋也是这项研究的主导者之一。这再次让CRISPR技术成为了人们瞩目的焦点（最新论文PDF请见附件 abudayyeh2016.pdf ） CRISPR/Cas这项明星技术自问世以来，已经吸引了无数欢呼和掌声。在短短两三年之内，它已经成为了生物科学领域最炙手可热的研究工具，并有近700篇相关文献发表。CRISPR/Cas技术的先驱者们，包括张锋以及两位美女科学家珍妮弗·杜德娜和艾曼纽·夏邦杰，更是获得了众多荣誉和奖项。那么，获得科研人员们如此青睐的CRISPR/Cas技术究竟是什么？它的原理是怎样的？张锋博士的新突破又是什么？本文将带您快速了解CRISPR/Cas技术的原理与应用。 CRISPR/Cas技术是什么？ CRISPR/Cas系统是一种原核生物的免疫系统，用来抵抗外源遗传物质的入侵，比如噬菌体病毒和外源质粒。同时，它为细菌提供了获得性免疫：这与哺乳动物的二次免疫类似，当细菌遭受病毒或者外源质粒入侵时，会产生相应的“记忆”，从而可以抵抗它们的再次入侵。CRISPR/Cas系统可以识别出外源DNA，并将它们切断，沉默外源基因的表达。这与真核生物中RNA干扰（RNAi)的原理是相似的。正是由于这种精确的靶向功能，CRISPR/Cas系统被开发成一种高效的基因编辑工具。在自然界中，CRISPR/Cas系统拥有多种类别，其中CRISPR/Cas9系统是研究最深入，应用最成熟的一种类别。CRISPR/Cas9是继锌指核酸内切酶（ZFN）”、“类转录激活因子效应物核酸酶（TALEN）”之后出现的第三代“基因组定点编辑技术”。凭借着成本低廉，操作方便，效率高等优点，CRISPR/Cas9迅速风靡全球的实验室，成为了生物科研的有力帮手。在TALEN和ZFN的时代，科学家们往往要花费重金，把基因编辑工作交给生物公司。而现在，在实验室里，人们就可以使用CRISPR/Cas9技术轻松的实现基因编辑。 CRISPR/Cas9如何工作？ CRISPR簇是一个广泛存在于细菌和古生菌基因组中的特殊DNA重复序列家族，充当了防御外源遗传物质的“基因武器”。CRISPR全称Clustered Regularly Interspersed Short Palindromic Repeats—成簇的规律间隔的短回文重复序列，分布在40%的已测序细菌和90%的已测序古细菌当中。图1展示了完整的CRISPR位点的结构。其中，CRISPR序列由众多短而保守的重复序列区（repeat）和间隔区（spacer）组成。重复序列区含有回文序列，可以形成发卡结构。而间隔区比较特殊，它们是被细菌俘获的外源DNA序列。这就相当于细菌免疫系统的“黑名单”，当这些外源遗传物质再次入侵时，CRISPR/Cas系统就会予以精确打击。而在上游的前导区（leader）被认为是CRISPR序列的启动子。另外，在上游还有一个多态性的家族基因，该基因编码的蛋白均可与CRISPR序列区域共同发生作用。因此，该基因被命名为CRISPR关联基因（CRISPR associated，Cas）。目前已经发现了Cas1-Cas10等多种类型的Cas基因。Cas基因与CRISPR序列共同进化，形成了在细菌中高度保守的CRISPR/Cas系统。图1：CRISPR位点结构图那么，CRISPR序列是如何与Cas蛋白配合来执行防御功能的呢？整个过程大体分为3步。 1.外源DNA俘获：“黑名单”登记简单来说，CRISPR/Cas系统在这一步实现了一个“黑名单登记”功能。序CRISPR/Cas系统将识别出入侵者的“名字”（PAM）并找到它的“身份证”（原间隔序列），然后把入侵者身份信息作为“档案”（间隔序列）记录到“黑名单”（CRISPR序列）中。图2展示了第一阶段的工作原理。当噬菌体病毒首次入侵宿主细菌，病毒的双链DNA被注入细胞内部。CRISPR/Cas系统会从这段外源DNA中截取一段序列作为外源DNA的“身份证”，然后将其作为新的间隔序列被整合到基因组的CRISPR序列之中。因此，这段与间隔序列对应的“身份证”被称为原间隔序列（protospacer）。然而，“身份证”的选取并不是随机的。原间隔序列向两端延伸的几个碱基都十分保守，被称为原间隔序列临近基序（protospacer adjacent motif，PAM）。PAM通常由NGG三个碱基构成（N为任意碱基）。病毒入侵时，Cas1和Cas2编码的蛋白将扫描这段外源DNA，并识别出PAM区域，然后将临近PAM的DNA序列作为候选的原间隔序列。随后，Cas1/2蛋白复合物将原间隔序列从外源DNA中剪切下来，并在其他酶的协助下将原间隔序列插入临近CRISPR序列前导区的下游。然后，DNA会进行修复，将打开的双链缺口闭合。这样一来，一段新的间隔序列就被添加到了基因组的CRISPR序列之中。图2：第一阶段：外源DNA俘获 2. crRNA合成：”军火“制造战争总需要武器，CRISPR/Cas系统也要制造足够的”军火“来打击入侵者。目前的研究表明，CRISPR/Cas系统共有三种方式（Type Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）来制造”军火“。CRISPR/Cas9系统属于Type Ⅱ，是目前最成熟也是应用最广的类型。因此，图3将重点介绍CRISPR/Cas9的原理。当入侵者到来，CRISPR序列会在”指挥官“（前导区）的调控下转录出两种“军火材料”：pre-CRISPR-derived RNA (pre-crRNA)和trans-acting crRNA（tracrRNA）。其中，tracrRNA是由重复序列区转录而成的具有发卡结构的RNA，而pre-crRNA是由整个CRISPR序列转录而成的大型RNA分子。随后，pre-crRNA，tracrRNA以及Cas9编码的蛋白将会组装成一个小型“兵工厂”。它将根据入侵者的类型，选取对应的“身份证”（间隔序列RNA），并在RNase Ⅲ的协助下对这段间“身份证”进行剪切，最终形成一段短小的crRNA（包含单一种类的间隔序列RNA以及部分重复序列区）。crRNA，Cas9以及tracrRNA组成的复合物，就是最终的“战斗武器”。图3：第二阶段：crRNA合成 3.靶向干扰：强大火力，精确打击武器已经制造完成，战争就要打响。图4展示了靶向干扰的过程。Cas9/tracrRNA/crRNA复合物就像是一枚制导导弹，可以对入侵者的DNA进行精确的打击。这个复合物将扫描整个外源DNA序列，并识别出与crRNA互补的原间隔序列。这时，复合物将定位到PAM/原间隔序列的区域，DNA双链将被解开，形成R-Loop。crRNA将与互补链杂交，而另一条链则保持游离状态。随后，Cas9蛋白发起猛烈攻势，其HNH酶活性将剪切crRNA互补的DNA链，而其RuvC活性位点将剪切非互补链。最终，Cas9强大的火力使双链断裂（DSB）形成，外源DNA的表达被沉默，入侵者被一举歼灭。图4：第三阶段：靶向干扰如何应用CRISPR/Cas技术？ CRISPR/Cas是进行基因编辑的强大工具，可以对基因进行定点的精确编辑。在向导RNA（guide RNA， gRNA）和Cas9蛋白的参与下，待编辑的细胞基因组DNA将被看作病毒或外源DNA，被精确剪切。但是，CRISPR/Cas9的应用也有一些限制条件。首先，待编辑的区域附近需要存在相对保守的PAM序列（NGG）。其次，向导RNA要与PAM上游的序列碱基互补配对。图5展示了最基础的两种CRISPR/Cas9技术应用。最基础的技术就是基因敲除。如果在基因的上下游各设计一条向导RNA（向导RNA1，向导RNA2），将其与含有Cas9蛋白编码基因的质粒一同转入细胞中，向导RNA通过碱基互补配对可以靶向PAM附近的目标序列，Cas9蛋白会使该基因上下游的DNA双链断裂。而生物体自身存在着DNA损伤修复的应答机制，会将断裂上下游两端的序列连接起来，从而实现了细胞中目标基因的敲除。如果在此基础上为细胞引入一个修复的模板质粒（供体DNA分子），这样细胞就会按照提供的模板在修复过程中引入片段插入或定点突变。这样就可以实现基因的替换或者突变。对受精卵细胞进行基因编辑，并将其导入代孕母体中，可以实现基因编辑动物模型的构建。随着研究的深入，CRISPR/Cas技术已经被广泛的应用。除了基因敲除，基因替换等基础编辑方式，它还可以被用于基因激活，疾病模型构建，甚至是基因治疗。图5：CRISPR/Cas9技术应用张锋博士的最新突破是什么? 这是一项复杂的研究，但是我们简单来说，研究人员们发现了一个新兴CRISPR系统。事实上，除了CRISPR/Cas系统，CRISPR系统的类型众多。Cas9仅仅是其中一类作用蛋白，CRISPR序列理论上还可以跟许多其它蛋白共同作用。但是长期以来，这些系统并未被验证可以进行有效的基因编辑。CRISPR/C2c2就是张锋博士的团队最新发现的可以被用作基因编辑的CRISPR系统。图6展示了这个系统的工作模型。这个系统的突破性意义就在于它可以在RNA级别进行编辑，而不是传统的DNA级别的编辑。该系统基本的工作流程与CRISPR/Cas9类似，还是借助CRISPR序列的”黑名单“系统对入侵者进行打击。但是crRNA形成的方式与CRISPR/Cas9系统不同。C2c2蛋白会与成熟的crRNA复合，在不借助tracrRNA的情况下与外源单链RNA结合，crRNA则会与PFS片段（类似PAM）附近的互补区域杂交。最后，外源单链RNA会被剪切，其基因表达也会被沉默。然而，被剪切的外源RNA有可能会触发宿主细胞RNA的剪切，从而引入宿主细胞凋亡机制。这种只靶向作用于RNA并协助执行基因组指令的能力能够让人们特异性地和高通量地操纵RNA，以及更加广泛地操纵基因功能。这有潜力加快理解、治疗和预防疾病的步伐。张锋博士说，“C2c2为强大CRISPR工具的一个全新领域打开大门。对C2c2而言，它有大量的可能性，而且我们兴奋地将它开发为一种用于生命科学研究和医学的平台。” 图6：选自 C2c2 is a single-component programmable RNA-guided RNA-targeting CRISPR effector. Reference Cater, J. and Wiedenheft, B.(2015) .Snapshot：CRISPR-RNA-guided adaptive immune system. Cell.163(1): 260-260. Jackson, R.N., and Wiedenheft, B. (2015).A conserved structural chassis for mounting versatile CRISPR RNA-guided immune responses.Mol. Cell. 58, 722–728. Abudayyeh, O. O. et al.(2016). C2c2 is a single-component programmable RNA-guided RNA-targeting CRISPR effector. Science. aaf5573. 张锋Science文章：靶向RNA的新型CRISPR系统 http://www.ebiotrade.com/newsf/2016-6/201661155130939.htm 从基因编辑狗谈CRISPR/Cas9 http://www.bioon.com/trends/news/615569.shtml Ledford, H. (2015). CRISPR, the disruptor. Nature. 522(7554), 20-24.; 166153 次阅读|2 个评论

用于产溶剂梭菌基因编辑与调控的CRISPR系统: WileyChina 2016-5-31 10:27; 产溶剂梭菌是一类重要的工业微生物，对其进行代谢工程或代谢网络研究需要借助相对完善的遗传操作系统。该研究设计了包含酿脓链球菌来源的Cas9 刻痕酶, 向导RNA及同源修复模板的pNICKclos系统，敲除效率在丙酮丁醇梭菌ATCC 824和拜氏梭菌NCIMB 8052均能最高达100%。敲除实验周期为五天，其中三天内实现基因敲除，另外两天用于质粒丢除以进行次轮敲除。pNICKclos是首个能在丙丁梭菌中工作的CRISPR质粒，且是目前报道的产溶剂梭菌中操作时间最短的无痕基因编辑系统。研究者同时设计了基于dCas9的基因表达控制质粒pdCASclos，在丙丁梭菌和拜氏梭菌均能弱化 spo0A 基因，这也是首次利用CRIPSR系统在产溶剂梭菌中进行基因表达调控。这一基因编辑和调控系统很快能在Addgene上获取，应能给产溶剂梭菌的研究带来更大的便利。原文： http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/biot.201600053/abstract 杨晟研究员介绍： http://sedu.sibs.ac.cn/daoshi/2004/display.asp?ID=84; 个人分类: Life Science|2642 次阅读|0 个评论

韩春雨的基因编辑方法的专利可授权性粗读: 热度 10 jintuo 2016-5-29 10:47; 科学网博主刘学武就 2014 年的一篇 PCT 申请，认为韩春雨的方法不具有专利可授权性 http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=683543do=blogid=980825 另一博主谢力给出了该对比专利的链接。 https://patentscope.wipo.int/search/en/detail.jsf;jsessionid=434BE029C1F2BA7D5CF35646B9335B64.wapp2nA?docId=WO2014189628recNum=1tab=PCTDocumentsmaxRec=office=prevFilter=sortOption=queryString = 这个专利太长，没有时间通读，我选了 Summary ， Claims ，和 Examples ，读了一下。现将都到的信息和分析分享一下。粗读内容： 1 ） Summary 中分四段提到内切酶的使用温度： 20 ～ 60C ， 20 ～ 40C ， 40 ～ 60C ， 37C 。 2 ） Claim 20 提到这一内切酶在 37C 保持活性； 3 ） Examples 中有两个 14 ，估计是打字错误，其中第二个 Example 14 讲的是活性测试；方法实施例给的是 75C 的反应温度； 65C 时加终止试剂停止反应；事后为了验证的基因扩增的温度是 37C 。分析： Oost 团队没有给出 37C 下的活性实验（或者实验结果不好）。如果有好结果，唯一介绍酶活性测试的 Example 14 应该放 37C 的结果，而不是 75C 的结果。毕竟 37C 的活性比 75C 重要多了。于是，在韩春雨的方法的专利授权上，在 37 度这个温度点上，作为 Prior art 的 Oost 专利申请有无可实施性成为焦点。那么，韩春雨的专利可授权吗？专利授权与保护范围相关，下面几个因素可以帮助判断。1）如果Oost团队的实施例和其他内容没有给出37C实现内切活性的条件，他们的claim 20便得不到说明书支持，对37C这个温度点（或窄范围）的保护没有力度，与覆盖一个范围等同；2）韩团队给出了Oost团队没做出37C内切活性的具体条件，而且这一条件是一般分子生物学技术人员读了Oost专利后自然联想不出来的，则韩春雨专利有授权的依据；3）韩春雨团队在商务应用中实施自己的专利时会受到Oost专利在操作自由度上的限制，但由于Oost团队在这一温度下没做出来，这一限制不强。补充：因为我没时间读全文，有人读了专利全文，证明我的上述基于不完全阅读的信息有误，我不坚持现有的理解。＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊关于抵触申请和其他可能的进一步说明关于Argonaute酶，我们见到三个种类，TtAgo、SeAgo、和NgAgo。刚刚注意到VAR DER OOST （VDO）的涉及到 TtAgo和SeAgo的 PCT申请日是2014年4月11日，公开日是2014年11月27日（好快）。韩春雨的NgAgo中国专利申请日是2015年12月21日。两个专利申请不构成抵触申请。抵触申请的情况下只需考虑新颖性，不必考虑创造性。 TtAgo对于基因的cleavage须在65C以上，SeAgo在40C。ADO团队的专利以及专利中的篇幅主要集中在TtAgo，为什么SeAgo着墨不多，不太明白。两者差在哪里需要听技术上更专业的人说明。另外，SeAgo和40C和NgAgo的37C有何区别，也须技术上更在行的专家解读。这个温度差别对于化学催化剂（一般活化能在20KCal／Mol水平）来说不算大，但涉及到酶催化，这个温度刚好是影响氢键结合的温度。; 9036 次阅读|36 个评论

韩春雨老师如果做不出突破性的工作就不是优秀的科教工作者了吗？: 热度 4 jiangming800403 2016-5-22 15:34; 显然不是的。但很多原始创新都是可遇不可求的。韩老师在投入最初的研究的时候，肯定无法准确预测他需要投入多少时间才能找到一种新的、更简单的基因编辑方法。甚至他可能也无法确信一定可以找到这种方法。; 个人分类: 科研八卦|3127 次阅读|7 个评论

一鸣惊人，按图索骥: 热度 11 yangjianjun 2016-5-14 21:32; 近几日，看大家欢腾的样范儿，偶要不补一枪，你可忍？我不可忍！春雨君放卫星了（致敬韩春雨老师 - “不鸣则已，一鸣惊人” ），怎么说都是大好事儿，别忘了偶也是中国人啊。关注了一下海外网媒的反应，好像没啥动静。想想也对，科学这事儿又不像 Obama 或 Lady Gaga, 没那么吸眼球。即便是 NPG 的 NBT ，也没组织个 news and comment 专题，反正人家那地盘都是牛叉叉的东西，犯不着大惊小怪。其它海外小同行也没见多少动静，也是可以理解的吗，那些小同行，几乎都是 CRISPR-Cas9 系统的拥趸，心情可能很沉重，怎会脑残到为尔高歌？虽然 NgAgo – gDNA 系统尚需平行研究组的确证，是否真的能竞争甚至取代 Cas9 有待观察。但除了一线科学粉的热议外，一些牛牛也发声了，诸如：“该工作对基因编辑技术的推进作用是国际一流的”，“我们自己培养出的科研人员也能做出这样的成果，能够和美国的最新技术叫板，是一件了不起的事情”，“他们的工作是具有开创性的，因为这使得基因组工程又开了一个新的篇章”等等。既然有大同行牛牛力挺，看来这事靠谱，不管你信不信，偶反正是信了。屌丝逆袭，总是很励志而鼓舞人心的。赞佩之余，更多一份情感上的认同。对黑压压一片寂寂无名之辈，有意无意会引入一面镜子和希冀。就春雨君这事儿，有人或言：国内科研形态正在发生改变，弱校“小”组做出一流成绩将成为趋势。偶可觉得这观点可太不靠谱，黑天鹅可以有，但还是决然白的多。一鸣惊人，看似出乎意料，但几种因素累加，似乎又是必然。各位准备好了没？兄弟我可要推出一鸣决不会惊人的“一鸣惊人三定律”： 1 、跟风而动若不能引领风向，跟风也是个选择。两者都不是，那就只能瞎混了。不是有个说法么 ? 只有站在风口，人便可能飞起来。就像基因编辑技术，这可是生命科学领域当下最时髦的科学，既不够成熟，又远没过气，时机刚刚好。但只跟风是不行的，还要善于寻找另外的通道。 RNA 引导的基因编辑技术看似曙光在前，不期在 DNA 引导的基因编辑技术又开辟一片新天地。 2 、自居平庸学术界可是剑宗当道，气宗萎靡。剑宗讲究招式精妙，出手快捷，杀敌立竿见影。气宗讲究苦练内功，十年进阶，二十年方可小成。春雨君这套路，显然是气宗门派的。看看豪门深似海，就找个可以将就的地儿呆着。一般大学虽然是门户破落些，处处捉襟见肘，但，当家人脸色会好看些，一般不会动辄掀桌子赶人。只要居有定所，便可能熬来翻盘的机会。其实更关键的是，归隐平常家是为了避开不可承受的压力，以保持为既定目标足够自由思考的时间，否则就真的只有平庸了。 3 、货不轻卖试想 NgAgo 如果发表在某某学院学报上，会是个啥状况尼？英雄可以不问出处，但英雄造的文章却是要讲究出处的，所谓高逼格。看看， CNS 诸如此类豪门期刊，大有千秋万载，一统江湖的气势，这可不是神马好兆头。同行是冤家，不是冤家不聚头。已经登堂入室的同行，正拿着棍棒在门口候着呢。 NgAgo 在 Science 门口干过一场，被围殴一顿败下阵来。然后继续疗伤修炼，至于 NBT 那一场，看看 NgAgo 的肌肉块头够大了，估计是赶不跑了，“ NgAgo sir, please! ” 所以有真理中的真理：击退同行的最好办法，就是把你的肌肉练得足够结实。码完这三条虚头巴脑的定律，好像还有更高大上的，但想想还是适可而止吧。其实总结起来无外乎一条：这是一种门道，显然不具有推广性，可话又说回来，能全部服从以上条件，也差不到哪儿。还要报告一件事，自从 NgAgo 这事儿出来，兄弟吃不下饭，睡不好觉了。为啥尼？为诺奖委员会咸吃萝卜淡操心啊！基因编辑技术注定是诺奖碗里的菜， 2012 年形成气候， 2015 年就有些好事的人在猜测得奖可能性了。先前还在在为加州大学伯克利分校的 Jennifer Doudna ，德国 Helmholtz 感染研究中心的 Emmanuelle Charpentier ， Broad Institute of MIT and Harvard 的张锋，此 3 人谁能入选议论纷纷。这下好了， NgAgo 这么一搅局，变得更加迷乱重重，既然 DNA 引导的基因编辑技术在实用性上已经一片光明，其始作俑者荷兰瓦赫宁恩大学John van der Oost就不该被忽略，既然 CRISPR-Cas9被视为RNA引导的里程碑技术，那么有望成为 DNA 引导的代表性技术—— NgAgo 也不容忽视。基因编辑技术发两次奖不大可能，发一次奖的候选对象又越来越多，且难得摆平。看来一时半会儿不能论定，这可肿么办尼？; 14098 次阅读|11 个评论

[转载]卫计委：中国版的精准医疗计划出炉: fqng1008 2016-4-9 13:19; 导读：国家卫计委科教司有关人士向记者透露，卫计委、科技部等部门组织专家论证后，认为开展精准医疗研究是整个医学界的重大机遇，并提出了中国版精准医疗计划。中国版精准医疗计划主要包括三个层次，层次间逐级提高，难度呈几何级数加大。那么中国版精准医疗主要有哪三个层次，涉及哪些领域，如何看病，与美国版精准医疗有哪些异同？本文带你一起了解。国家卫计委科教司有关人士向记者透露，卫计委、科技部等部门组织专家论证后，认为开展精准医疗研究是整个医学界的重大机遇，并提出了中国版精准医疗计划。业内人士表示，开展精准医疗是国际医学发展的趋势，尽快切入有可能弯道超车；随着社会逐渐进入老龄化，医疗方面的负担越来越重，医疗产业是刚性内需且边际效应巨大，可以有效拉动整体经济发展。一、精准医疗主要包括三个层次，层次间逐级提高，难度呈几何级数加大 1. 基础层次方面，基因测序是精准医疗的基础：无论是细胞治疗还是基因治疗，首先要通过基因测序诊断病情才能设计方案。在实施精准医疗方案过程中，需要大量的细胞和分子级别的检测。基因测序工具分为测序仪和试剂，医疗器械公司可以顺势介入测序设备生产领域。 2. 中等层次方面，主要涉及细胞免疫治疗：通过对免疫细胞的功能强化和缺损修复，提高免疫细胞的战斗力。这种技术治疗癌症效果好，但操作难度大，对患者身体素质要求较高，难以大面积推广。 3. 最高层次方面是基因编辑：癌症本质上是人体基因变异导致的细胞分裂失控。基因剪辑就是对患者癌变细胞的变异基因进行批量改造，使之成为正常细胞。精准医疗计划获得众多政策利好支持。《科技部关于发布国家重点研发计划精准医学研究等重点专项2016年度项目申报指南的通知》(简称“国家指南”)3月8日公布，拉开了精准医疗重大专项科研行动的序幕。国家指南明确，精准医疗将是今年优先启动的重点专项之一，并正式进入实施阶段。本年度的科研专项涵盖八大目标，包括构建百万人以上的自然人群国家大型健康队列和重大疾病专病队列，建立生物医学大数据共享平台及大规模研发生物标志物、靶标、制剂的实验和分析技术体系，建设中国人群典型疾病精准医学临床方案的示范、应用和推广体系，推动一批精准治疗药物和分子检测技术产品进入国家医保目录等。 “ 这标志着精准用药及基因测序产业标准化即将开始。”业内人士介绍，这八大目标环环相扣：构建百万人以上专病队列及大数据共享平台，旨在打下精准医疗的大数据基础；建立大规模研发生物标志物分析体系，是为中国人群典型疾病示范打下产业标准化的基础；推动精准医疗药物进入医保目录，则标志着精准医疗大规模商业化的关键瓶颈有望被打破。二、基因测序与精准用药产业化标准将建立 1. 精准医疗百亿级市场启幕近年来生物技术领域的创新出现井喷。随着科技部3月下发精准医疗重大科研专项申报指南，我国精准用药与基因测序产业化标准将率先建立起来。此前，在科技部和国家卫生计生委等的组织下，中国精准医疗战略专家组成立，计划于2030年前在精准医疗领域投入600亿元。多家券商研报测算，精准医疗产业涉及的产业规模上万亿元，直接相关的产业规模超过一百亿元。 2. 涉及领域广泛中国科学院北京基因组研究所原副所长于军告诉中国证券报记者，精准医疗是以个体化医疗为基础，随着基因组测序技术的发展以及生物信息与大数据科学的交叉应用而发展起来的新型医学概念与医疗模式。其本质是通过基因组、蛋白质组等组学技术和医学前沿技术，对于大样本人群与特定疾病类型进行生物标记物的分析与鉴定、验证与应用，从而精确寻找到疾病的原因和治疗的靶点，并对疾病不同状态和过程进行精确分类，最终实现对疾病和特定患者进行个体化精准治疗的目的，提高疾病诊治与预防效益。中国医学科学院副院长詹启敏表示，当前，国内临床医疗多局限于依靠病人主诉、临床症状、生理生化指标和影像学改变来确定疾病情况。但在组织器官改变的下面，是大量的深层次分子生物学改变，包括遗传背景、变异、免疫和内分泌改变。以癌症早期诊断为例，发达国家的早期诊断率为50%以上，北欧甚至高达70%-80%，而中国不足20%。对于美国率先提出精准医疗计划，南昌大学医学院李振山认为应从三方面来看：美国的医疗系统相对比较完善；生物医学研究的成果转化普遍；精准医疗能够解决当前美国疾病诊疗中重要的问题。精准医疗中的诊断成本仅占医疗成本的不到5%，却可以影响近70%的治疗成本。业内人士告诉记者，精准医疗是一个系统工程，主要在于确定病人群体的异质性以及后续的处理办法，由此直接和间接涉及的行业和相关产业广泛。确定病人群体的异质性方面，涉及众多科研部门与医疗部门的合作、样本的收集与保存、临床症状和数据的记录与储存、大规模数据库的建立与分析；然后是诊断实现合理的转化，这又涉及到诊断服务业本身及诊断仪器、试剂和技术开发行业等。确定异质性后的处理办法方面，则涉及制药业，包括开发针对特异群体的靶向乃至基因药物，以及药物应用到临床的诸多环节。此外，整个过程离不开信息咨询、行业管理等中介机构的参与，以及政府层面的立法和监管。附：把脉中国版精准医疗在过去的2015年，“精准医疗”这个关键词不但席卷医疗健康产业圈，更跨界影响了政界、商界和学界。首先是美国总统奥巴马在2015年初提出了精准医疗计划，随后的3月中国科技部举办首届“国家精准医疗战略专家会议”，启动中国版“精准医疗计划”，该计划有望被纳入十三五重大科技专项。2016年精准医疗(基因组学)入选我国十三五100个重大项目：3月5日，十三五纲要草案公布了未来五年中国计划实施的100个重大工程及项目，这其中“加速推动基因组学等生物技术大规模应用”入选。中美两国都看好精准医疗，未来的竞争与博弈势难避免，谁能赢得在精准医疗领域的竞争，谁就能引领全球医疗新革命。目前来看，美国比中国起步早，发展快，但中国也有自己的优势，比如制度、人口基数等。如果中国能发挥自身优势，扬长补短，将获得在医疗领域实现“弯道超车”的机会。　　一、精准医疗怎样看病？精准医学的概念，常常被用来与传统的经验医学和循证医学概念相比较。经验医学强调对疾病基础知识的理解、非试验性的临床经验，循证医学则强调依据现有的最佳临床试验证据制定治疗方案。与之相对应的是，精准医学注重根据每个患者的个体特征，依据患者的基因和蛋白信息，“量体裁衣”地指导诊断和制定治疗方案。对肿瘤这种基因组疾病来说，“个体特征”主要指的是患者的基因组变异情况，结合以病理、影像和临床等指征，使用这套综合信息指导患者的个体化治疗。精准医学是一项系统工程，它包括了4个层面的内容：如何发现功能性的遗传信息异常；如何发现针对这些异常的精准靶向药物；如何通过临床试验确定这些药物的疗效；如何在临床实践中使用。这4个方面构成了精准医学的整体，缺一不可。在应用层面，医药领域一直提倡的“以患者为中心”的理念在精准医疗中也得到了真正的体现。从医学的本质来看，最优的方式是需要考虑个体化差异，为每个患者都区别使用正确的治疗手段。然而，由于成本和资源所限，长久以来，医疗只能针对一类相似的人群展开治疗，而精准医疗则不同，由于基因检测成本的大幅下降，从基因水平上可以判别受检者的不同变异，从而采取针对性的治疗手段，真正体现以患者为中心的治疗理念。在美国，精准医疗技术已经取得了长足的进步，并显示出过人的临床疗效优势。例如现已得到广泛应用的各种靶向药物，针对性的应用在携带有对应基因变异的目标人群中，能延长生存期数倍，并显著提高生活质量。以肺癌为例，自从2004年由阿斯利康公司研发了第一代靶向EGFR的TKI抑制剂后，针对EGFR基因突变的晚期肺癌患者，其生存时间已经由平均不到10个月，延长到近40个月，接近5年的慢病管理期了。最近研发成功并获得FDA批准的第三代TKIAZD9291又进一步使得耐药的EGFR基因突变携带患者生命得到延长。相比较而言，中国的精准医学起步较晚，在基础领域仍主要依赖国外技术，但由于拥有巨大的肿瘤疾病和样本资源，在应用领域中有可能实现弯道超车。　　二、美国人怎么干？在精准医学的发展中，美国政府成功地使用了非常清晰的支持研究、开放政策、吸引人才、引导应用的4种策略。早在2006年，美国就以政府的名义支持启动改了TCGA，即“癌症基因组图集”计划。这一计划耗资数亿美元，分析了超过3万个癌症基因组，鉴定了与癌症相关的上千万个突变形式。这一计划动用了联邦政府的资金支持，是一种美国形式的“举国体制”的表现。在2011年，美国政府又发表了《向精准医学迈进》的报告，提出对疾病重新分类，并对每一细分类别对症用药。这一分类方法跳出了传统的使用疾病原发灶位置（如肺癌、胃癌）和细胞学特征（如小细胞癌、腺癌）的分类手段，提出创建生物医学知识网络，为疾病做新的分类分型。回顾美国精准医疗的起步和发展，很关键的一点还有美国对精准医疗的产业发展采取了鼓励发展的策略。美国FDA（食品药品监督管理局）一向有积极鼓励业内创新的传统。在每年的ASCO（美国临床肿瘤学会年会）上，都有FDA官员参与，与临床专家、制药公司、检测服务商一起讨论精准医学的应用，并明确告诉各参与者，FDA鼓励大家尝试新技术，去改革和优化医疗现状。监管部门的积极参与引导，极大鼓励了产业界对精准医学领域加大投入的热情。　　三、中国有哪些优势和瓶颈？与美国相比，中国发展精准医疗也具有一些先天的优势，主要来自三个方面：第一，政策执行优势。特别一些重大项目在发展初期，需要耗费较多资源，只有在发展一段时间后，才能取得阶段性成果，显示出普通大众能感受到的获益。中国具有集中力量办大事的优势，高速铁路是如此，发展水电核电是如此，精准医疗同样也是如此。第二，医疗资源集中优势。美国的医疗资源分散，数千家医疗机构之间信息共享很难建立和普及，中国的医疗资源相对集中，特别在癌症领域，全国最顶尖的300家医院集中了几乎70%的癌症患者。这在医疗资源的分配上本来是极大的挑战，然而在精准医疗的数据共享方面，反而是中国的优势。中国可以以相对较少的资源投入，迅速建立起医院之间的数据共享网络，收集、存储、分享、分析肿瘤精准治疗大数据。第三，临床资源丰富优势。中国人口多，在癌症发病率步步攀升的大环境下，发病人数也逐年增多，这对于癌症防控的卫生形势提出了巨大挑战。然而，辩证地来看，这也给中国的精准医学提供了优质的临床资源。很多在国外发病人数少、收集不到足够的基因突变信息和用药信息的癌种和变异形式，在中国都能找到足够的病例，建立数据库，指导中国甚至全球的癌症治疗的临床实践。中国精准医疗发展迅速，有望在未来1~2年之内跨越美国在过去5年所走过的发展历程，但中国也面临两个方面的瓶颈：一方面，技术和与临床结合的力度偏弱。精准治疗的技术基础主要分为基因检测、数据分析和临床注释这三个环节。基因检测已经是较为成熟的技术。测序能力和技术的发展已经可以基本满足产业发展的需要。然而在数据分析和临床注释方面，产业发展有明显掣肘。此外，创新药物的匮乏和冗长过时的审批制度，已成为我国精准医学发展的最大短板。另一方面，支持良性竞争的政策环境和商业环境不够完善。卫计委在2015年初发布了“肿瘤高通量测序试点”名单，这体现了良性竞争的开放政策。但为了支持行业发展，政策的步子还可以迈得更大一些，进一步营造公平竞争的政策环境，在政策的引导下，建立市场竞争的技术标准。在达到标准的前提下，以市场规则引导市场行为。来源：中国经济网、中国证券报蟠桃会; 个人分类: 临床研习|2977 次阅读|0 个评论

CRISPR/Cas9，基因编辑技术的新进展: bionion 2015-1-13 15:02; 自 2013 年以来， CRISPR/ Cas9 成为目前最热的基因编辑系统。 MIT 的科学家对 CRISPR/Cas9 进行了改造。现在，科学家可以用这一技术在细胞中有效启动任何基因，更简便地研究不同基因的功能。这一成果发表在 2014 年 12 月 10 日的 Nature 杂志上。领导这项研究的张锋（麻省理工学院脑与认知科学助理教授、 McGovern 脑研究所和 Broad 研究所核心成员， Feng Zhang ，音译张锋）说，改造后的 CRISPR 技术，可以快速对整个基因组进行功能筛选，帮助人们鉴定涉及特定疾病的基因。张锋等人在该研究中就鉴定了让黑色素瘤细胞抵抗癌症药物的几个基因。基因编辑技术，是指对 DNA 核苷酸序列进行删除和插入等操作。基因编辑技术使得人们可以依靠自己的意愿改写遗传密码。长期以来，对 DNA 的编辑只能通过物理和化学诱变、同源重组等方式来实现。这些方法要么编辑位置随机，要么需要花费大量人力物力进行操作。因此，能够方便而精确的对 DNA 和核苷酸序列进行编辑，是科研工作者们长期以来的梦想。 CRISPR-Cas9 系统的诞生和成熟标志这这一梦想逐渐变为现实。在诸如医疗、农业、畜牧业等研究中，这一技术显现除了巨大的应用前景，具有里程碑意义。 CRISPR-Cas9 被评为 2013 年生物学 10 大突破之一。作为被称作第三代基因编辑技术的 CRISPR-Cas9 系统，相比于 ZFN 系统和 TALEN 系统，它有着许多无可比拟的优点。首先， CRISPR-Cas9 系统的可用位置更多。理论上基因组中每 8 个碱基就能找到一个可以用 CRISPR-Cas9 进行编辑的位置，可以说这一技术能对任一基因进行操作，而 TALEN 和 ZFN 系统则在数百甚至上千个碱基中才能找到一个可用位点，大大限制了使用范围。其次， CRISPR-Cas9 系统更具有可拓展性，例如可以通过对 Cas9 蛋白的修饰，让它不切断 DNA 双链，而只是切开单链，这样可以大大降低切开双链后带来的非同源末端连接造成的染色体变异风险。此外还可以将 Cas9 蛋白连接其他功能蛋白，来在特定 DNA 序列上研究这些蛋白对细胞的影响。第三， CRISPR-Cas9 系统的使用极为方便，只需要简单的几步就能完成，几乎任何实验室都可以开展工作。 CRISPR （成簇的规律间隔短回文重复序列， clustered regularly interspaced short palindromic repeats ）本身是一种防御系统，用以保护细菌和古细菌细胞不受病毒的侵害。在这些生物基因组中的 CRISPR 位点能表达与入侵病毒基因组序列相匹配的小分子 RNA 。当微生物感染了这些病毒中的一种， CRISPR RNA 就能通过互补序列结合病毒基因组，并表达 CRISPR 相关酶，也就是 Cas ，这些酶都是核酸酶，能切割病毒 DNA ，阻止病毒完成其功能。将 CRISPR/ Cas 系统用于其它非细菌细胞需要满足两个条件：一个 Cas 酶，用于切断靶标 DNA ，比如目的基因中的 DNA 片段，另外一个就是称为导向 RNA （ gRNA ）的 RNA 分子，这种分子能通过互补结合靶标。近两年来， Cas9 工具被广泛用于关闭或替换基因，而张锋等人这次成功将它改造来启动基因。之前也有人尝试过用 CRISPR 系统启动基因。他们失活了 Cas9 的剪切活性，并将 Cas9 连上活化结构域，这些结构域能够招募转录机器，启动转录过程。然而这些努力并不能持续启动基因转录。张锋研究团队之前曾经获得了 Cas9 结合引导 RNA 和目标 DNA 的结构，他们决定在此基础上对 CRISPR-Cas9 进行改造。科学家过去是将活化结构域连接在 Cas9 的末端，但效果并不理想。张锋团队意识到， RNA 从 Cas9 复合体伸出的两个小环是更好的连接位点，这样活化结构域在招募转录机器时就更加灵活。他们用改造后的 CRISPR 系统成功激活了十个基因。这些基因的转录都得到了两倍以上的增涨，许多基因的活性甚至有了几个数量级的增加。随后，研究人员建立了 70,290 个引导 RNA 的文库，来靶标人类基因组超过两万个基因。他们由此鉴定了让黑色素瘤抵抗药物 PLX-4720 的基因。 PLX-4720 对于携带 BRAF 突变的患者疗效比较好，残存下来的癌细胞会长成新的肿瘤，导致癌症复发。研究人员将 CRISPR 元件引入大量体外培养的黑色素瘤细胞，不同细胞对应靶标不同基因的引导 RNA 。然后他们用 PLX-4720 处理这些细胞，由此鉴定帮助癌细胞生存的基因。他们几个新的抗性基因。这样的研究可以帮助人们开发新的癌症药物。下一步张锋实验室计划继续进行筛选，张锋最感兴趣的是利用 CRISPR 来修复人类组织中的基因，治疗诸如亨廷顿氏病和精神分裂症等神经精神疾病。为了探求这一技术的治疗应用，他和其他 CRISPR 先锋创立了一家总部设在剑桥的 Editas Medicine 公司，得到了风险投资基金 4300 万美元的支持。张锋说： “CRISPR 使得我们能够开始对基因组进行校正。由于易于编程，它将为解决影响少数人但却极具破坏性的突变开启大门。 ” CRISPR/Cas9 技术之后的发展如何，让我们拭目以待！ Reference ： Silvana Konermann, Mark D.Brigham, Alexandro E. Trevino, Julia Joung, Omar O. Abudayyeh, Clea Barcena,Patrick D. Hsu, Naomi Habib, Jonathan S. Gootenberg, Hiroshi Nishimasu, OsamuNureki Feng Zhang. Genome-scale transcriptionalactivation by an engineered CRISPR-Cas9 complex . Nature, 10December 2014; doi : 10.1038/nature14136 参考文献： Genome-scale transcriptional activation by an engineered CRISPR-Cas9 complex; 4630 次阅读|0 个评论

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