本文目录

  1. 基因密码是谁发现的?
  2. 如何看待世界首例换头手术实验成功?
  3. 基因编辑技术的最新进展是什么?
  4. 什么是基因检测?基因检测有什么好处?
  5. “基因剪刀”是什么意思?

基因密码是谁发现的?

DNA最早是在1869年,是由德国生化学家米歇尔发现的。米歇尔在作博士论文时要确定淋巴细胞蛋白质的组成,不想却发现了一种既不溶解于水、醋酸,也不溶解于稀盐酸和食盐溶液的未知的新物质,最终证实这种物质存在于细胞核里,便将它定名为“核质”。后由瑞典著名生化学家阿尔特曼建议将“核质”定名为“核酸”。

如何看待世界首例换头手术实验成功?

放在现实中其实没有太大的实质意义,该手术的成功只能说明科技或者医疗技术到了这个水平,但是要普遍大众还是需要有很多问题去客服,从技术上来说这是有益的事,但是从人类文明角度来说有悖伦理,让人难以接受

基因编辑技术的最新进展是什么?

基因编辑技术经历了数代更迭,随着CRISPR技术的发展重新振兴了基因编辑领域。

今年一月份,来自世界各地的科学家聚集在美国加利福尼亚州,第一届国际剪辑编辑大会(InternationalConferenceonBaseEditing)就在这里举办,主题范围从基础生物学到翻译和应用领域,包括对所有生命王国的研究。另一个目标是为快速发展的编辑领域的新的和跨学科的合作,思想和讨论提供一个异常舒适和令人兴奋的氛围

这次会议的主角就是CRISPR技术。

什么是CRISPR技术?它的原理是什么?

CRISPR技术是在20世纪90年代初发现的,2002年被命名为CRISPR。CRISPR全称是ClusteredRegularlyInterspacedShortPalindromicRepeats(成簇的规律间隔的短回文重复序列)。CRISPR是存在于细菌中的一种基因,该基因组中含有曾经攻击过该细菌的基因片段。

具体原理:

第一阶段:宿主捕获入侵者的外源核酸序列,并将其整合到CRISPR簇的间隔区中

第二阶段:即当宿主再次检测到入侵者时,CRISPR簇被转录成前体crRNA,并被加工为成熟的能够识别tracrRNA的前体。

第三阶段:Cas9蛋白与crRNA与tracrRNA组合成CASCAD(CRISPRassociatedcomplexforantivirusdefense,CRISPR相关病毒防御复合物),识别并切割入侵者的DNA。

最新进展

基因编辑技术发展迅速,每年都会涌现数项novel研究技术进步。

这里介绍一篇Liu,DavidR.2017年的最新研究进展论文。Liu,DavidR.中文名为刘如谦,是哈佛大学化学与化学生物系教授。刘如谦博士还担任美国布罗德(Broad)研究所副所长“RichardMerkin教授”,以及霍华德-休斯医学研究所(HHMI)研究员

单碱基编辑技术(Baseediting)、噬菌体辅助持续进化(PACE)和以DNA为模板的化学合成(DNA-templatedsynthesis)是刘如谦教授实验室最具代表性的三项前沿技术,其中单碱基编辑作为新一代基因编辑技术成功入围《科学》杂志最终评选的2017年年度四大突破

凭借深厚的学术造诣和丰富的教学经验,刘如谦教授荣获罗纳德-布雷斯洛奖RonaldBreslowAward)纯化学奖(PureChemistryAward)以及亚瑟-科普学者奖(ArthurC.CopeScholarAward)等多个国际大奖,并于2017年入选《自然》全球十大科学人物

在这篇文献中,Liu,DavidR.团队成功的实现了在基因组DNA中介导A-T到G-C转化的腺嘌呤碱基编辑器(ABE)技术,

与目前的基于Cas9核酸酶的方法相比,ABE可以更有效,更干净地引入点突变,并且脱靶基因组的修饰更少,并且可以在人类细胞中安装纠正疾病或抑制疾病的突变。与以前的基础编辑器一起,ABE可以直接编程地引入所有四个过渡突变,而无需双链DNA切割。

胞嘧啶和5-甲基胞嘧啶的自然水解脱氨分别形成尿嘧啶和胸腺嘧啶,估计每个人每天每个细胞发生100-500次,可能导致C-G到T-A突变,约占所有已知病原性SNP的一半(图a)。迄今为止,所有的基因编辑技术都是讲C-G转化为A-T,这这项研究中,David团队开发出了新型的腺嘌呤积极编辑器(ABE),可将细菌和人类细胞中DNA的A-T转化为G-C碱基对,并且具有很高的产品纯度。该项技术极大的扩展了碱基编辑的范围。

目前,David教授文章被引次数达到25563,年平均被引次数达到89.07,并且每年被引次数正在逐年升高,说明基因编辑领域越来越多的人参与,这个领域方兴未艾。

今年,David已经发了7篇Nature和Nature子刊,这让宅家看论文的我们情何以堪。基因编辑虽然还不完美,但是一系列的突破是朝着正确的方向前进。

小伙伴们,一起加油吧!!

参考文献:

Gaudelli,N.M.etal.ProgrammablebaseeditingofA.TtoG.CingenomicDNAwithoutDNAcleavage.Nature551,464-+,doi:10.1038/nature24644(2017).

什么是基因检测?基因检测有什么好处?

基因工程实验报告论文?“基因剪刀”是什么意思?

基因检测其实是目前癌症精准治疗最热门的检测项目,虽然在其它疾病领域也有运用,但在癌症领域里意义最大。

以下就基因检测在癌症领域的作用做一个简单阐述。

研究发现,癌症的发生是因为正常细胞的基因因为各种原因出现了某些位点的突变或缺失,从而导致细胞的增殖失去了控制,无限制的发展。

所以,如果能够阻断导致癌细胞增殖的基因表达,把癌细胞增殖活化的通路阻断,就能达到控制肿瘤的目的,这就是目前最热的靶向治疗。靶向药物如同子弹,能够精确的命中具有突变基因的靶细胞,而对正常的、没有发生基因变异的细胞影响较小。

细胞发生癌变后,并不是单一的某个基因位点发生变化,可以是单个也可以是多个,不同的突变点,所采用的靶向药物也不一样,所以,如何发现某种癌症是因为哪个基因出现的了问题,这就是基因检测的终极目的。

基于以上,癌症患者要求做基因检测,是为了明确突变的“靶点”,为精准治疗提供依据。

在正常人群中,有一部分人群先天携带某些缺陷基因,这是遗传性癌症发生的基础,比如:遗传性乳癌,是因为家族中携带了BRCA1/2突变基因,而遗传性胃癌,部分是因为携带了突变的CDH1基因等。所以,如果家族中具有癌症多发倾向,直系亲属可以考虑做基因检测,明确是否为遗传性癌症的突变基因携带者。

但是,我国尚不推荐每个人都常规做基因检测,一是和目前的检测技术有关,二是癌症基因携带的人群毕竟是少数,盲目推荐可能造成较大的资源浪费。

“基因剪刀”是什么意思?

“基因剪刀”指CRISPR基因编辑技术,用它能像在电脑上编辑文章一样,精确查找一串代码在基因组中的位置,进行删除或修改。

美国格拉德斯通研究所日前发布新闻公报说,该所研究人员发现,用“基因剪刀”对基因组进行一处修改,就能使皮肤细胞实现重编程,转变成干细胞。相关论文发表在新一期美国《细胞-干细胞》杂志上。

每个细胞都拥有生物的全套基因组,其具体身份和功能取决于哪些基因处于工作状态。在皮肤细胞里,与皮肤功能相关的基因打开,其他基因关闭。要把它变成干细胞,就要关闭皮肤相关基因,打开与干细胞功能相关的基因。

在以往研究中,人们一般用几种称为转录因子的蛋白质,来调整基因组代码读取过程、改变各基因的工作状态;另一种方法是用化学物质刺激细胞。直接修改基因组培育出干细胞,这还是第一次。

研究人员选取了两个对干细胞多能特性至关重要的基因Oct4和Sox2,这两个基因只在干细胞中表达,能打开其他与干细胞功能相关的基因、关闭无关的基因。实验发现,激活两个基因中的任意一个,都能触发细胞的重编程,使其“变身”诱导多能干细胞,而激活操作只需要对基因代码进行一处修改。

研究人员说,这种直接修改基因组的方法不仅可以更容易地培育诱导多能干细胞,或许将来还可用来将皮肤细胞直接转变成心肌细胞、大脑细胞等其他细胞。