顺式编辑适用于所有人 | 《自然生物技术》
CRISPR 技术为基因编辑作物的民主化和促进全球可持续发展提供了新的机遇。 2020 年，第一个进入市场的 CRISPR 编辑食品是番茄，即 Sanatech Seed 生产的富含 GABA 的 Sicilian Rouge1. 德尔蒙特公司后来培育出番茄红素含量更高的粉红菠萝，并将其推向市场 令人震惊的 400 美元. 芥菜正在利用 CRISPR 进行基因编辑，以去除导致其辛辣味道的基因家族2 同时保持营养成分不变。北极苹果是从金冠苹果改良而来，但不易变色。这些经过编辑的水果和蔬菜是引人注目的新闻，但新产品可能不仅限于消费者的前沿利益或营养升级：CRISPR 编辑食品有可能抵消气候变化的影响，并使当地作物产量增加，耐热和抗病。 由于顺式编辑工具的发展，CRISPR 植物编辑正变得越来越流行。CRISPR 顺式编辑引入的变化与传统育种获得的变化没有区别——只是速度要快得多。与转基因生物 (GMO) 不同，转基因生物会引入较小（但不受欢迎）的新型遗传物质配置，这些配置通常来自不同的物种，而 CRISPR 编辑的转基因植物不被视为转基因植物，监管它们的政策通常比转基因植物宽松得多。 公众对转基因作物持怀疑态度，甚至公开表示拒绝。大多数转基因作物最终由大型农业公司开发，如孟山都公司（现为拜耳公司所有），其益处（抗虫、抗病毒和抗除草剂）归农民所有，而不是消费者。早期的基因改造很少解决营养缺乏问题。即使解决了，人们也持怀疑态度，比如黄金大米。这种大米被改造成可防止维生素 A 缺乏引起的失明，方法是通过表达来自其他物种的三种蛋白质（两种来自水仙花，一种来自细菌）将维生素 A 的前体 β-胡萝卜素引入胚乳。黄金大米从未发挥其潜力，主要是由于监管部门的阻碍和环保组织的反对。尽管它对公众健康有益，但它和其他生物强化转基因作物，如小麦、玉米、大豆和木薯，都因文化帝国主义的指控而蒙羞。营养益处不足以说服一些监管者相信这些食品的安全性。 CRISPR 顺式编辑作物可能不会面临与转基因相同的障碍，因此仍有可能产生全球影响。CRISPR 可以为作物多样性带来急需的推动力：这些工具可以在实验室环境中相对快速地部署，因此该技术不需要像转基因作物那样由大型农化行业主导。对更好性状的追求可以超越玉米和小麦等主食作物的商业栽培品种，而是专注于当地作物并造福种植这些作物的农民。然而，即使减少监管，将这些顺式编辑作物送到最能从增强的营养成分和气候耐受性状中受益的人手中仍然是一个挑战。 一些公司正在抓住这些机会。2021 年，非营利性创新基因组学研究所 (IGI) 启动了一系列项目，将基因组编辑技术应用于对发展中国家重要的植物，例如水稻、木薯、高粱和西兰花。他们应对气候变化的方法包括使用 CRISPR 编辑基因以开发耐热和耐旱作物，以及通过对牲畜微生物组产生永久性改变和修改土壤微生物组以恢复碳汇来减少排放。IGI 在印度和非洲建立了强大的实地合作伙伴关系，并正在培训农民和政府监管机构使用 CRISPR 技术和种子。 IGI 还致力于推广无融合生殖技术，即通过种子进行无性繁殖，绕过基因重组，提供与亲本相同的种子。这对杂交品系最有用，杂交品系在许多地区受到重视，因为它们质量更高，而且价格昂贵，因为农民需要每年为它们购买种子。推广无融合生殖杂交技术意味着印度等国家的农民可以年复一年地保存高产、耐气候的杂交种子，减少对大型种子公司的依赖。 另一家非营利性组织 Semilla Nueva 正在与研究人员合作生产生物强化玉米，这种玉米在许多中低收入国家被视为廉价且高产的作物，尽管其营养成分有限。到目前为止，Semilla Nueva 一直使用传统育种方法选择营养成分更高的品种，但人们已经发现了几种可以增加营养的基因，这些基因可以用 […]
通过代谢工程和生物催化生产高产量卟啉
Hiroto, S., Miyake, Y. 和 Shinokubo, H. 通过有机金属方法合成和功能化卟啉。 化学评论 1172910–3043 (2017)。 文章 中科院 PubMed 谷歌学术 Barr, H. 等。利用内源性原卟啉 IX 进行光动力疗法根除柱状食管（Barrett 食管）高度发育不良。 《柳叶刀》 348,584–585 (1996)。 文章 中科院 PubMed 谷歌学术 Surdel, MC 等。通过激活粪卟啉原氧化酶实现抗菌光敏化。 过程。 国家科学院。 知道美国 114，E6652–E6659（2017）。 文章 中科院 PubMed PubMed Central 谷歌学术 Drury, SL 等人。同时暴露于细胞内和细胞外光敏剂治疗 金黄色葡萄球菌 感染。 抗微生物药物化疗药物。 65，e0091921 (2021)。 Poulos，TL 血红素酶的结构和功能。 化学评论 1143919–3962 (2014)。 文章 […]
女性科技关注女性健康
曾经被忽视的流产和生育问题如今已成为热门的研究领域。霍夫曼与哥本哈根大学医院哈维德夫的妇产科专家亨利埃特·斯瓦雷·尼尔森合作，对数百名流产妇女的血液中的 DNA 进行了分析。 他们的工作重点是母体血液中循环的无细胞胎儿DNA，这可以揭示胎儿的健康状况，同时避免进行侵入性（且通常不准确）的活检，例如羊膜穿刺术，这存在流产的风险。 霍夫曼和尼尔森利用胎儿染色质的结构怪异来将其与母体 DNA 区分开来。“染色质结构不同，这意味着特定序列的片段大小也不同，”霍夫曼说。两人领导了首次大规模验证无细胞胎儿 DNA2 并发现这种非侵入性血液检测可以检测出非整倍性（胎儿染色体数目不正确），从而为流产提供解释。 然而，这些染色体异常的根本原因仍然很大程度上未知。霍夫曼参与了英国生物库中超过 10 万名女性的全基因组关联研究3，确定了 SYCE2 与流产风险增加相关的基因。 SYCE2 是控制减数分裂期间基因重组的多蛋白复合物的一部分。 霍夫曼正在组建一家女性科技初创公司，将流产的生物标记和诊断方法商业化。该公司由丹麦生物创新研究所资助，该研究所是诺和诺德基金会的一部分。这家初创公司还将专注于利用人工智能对血浆进行蛋白质组分析，以开发预测模型，这将为流产带来新的诊断和治疗方法。 对于某些流产来说，原因不一定是胎儿染色体改变，而是母亲的阴道微生物群。2019 年，弗吉尼亚联邦大学的 Gregory Buck 领导的一个团队发现，早产与阴道菌群失调有关4，包括消耗 乳酸杆菌 乳酸杆菌属。顾名思义，乳酸杆菌会产生乳酸，使阴道 pH 值降至 4.5 左右——这一范围可以防止感染。几个研究小组发现，流产女性的阴道微生物群中乳酸杆菌会减少，一些研究将这种微生物失衡与促炎细胞因子水平升高联系起来5。这些细胞因子会导致炎症，这可能是一些复发性流产女性出现症状的原因，她们经常出现阴道不适和菌群失调，包括怀孕期间分泌物增多。同年，进行了第一次阴道微生物组移植的小规模试验6.以色列的一组微生物学家和妇科医生治疗了五名患有难治性细菌性阴道病的女性，其中四人的病情得到缓解。 将孕妇纳入临床试验7 是大多数公司难以克服的监管障碍。沙利度胺丑闻导致 10,000 多名婴儿在母亲怀孕期间服用该药物后出生时出现严重畸形，导致美国食品药品管理局 (FDA) 和全球监管机构对临床试验进行严格限制。一些人认为，这些限制是导致资本流入该领域放缓的原因：“如果监管风险过高，投资者就不愿意投入资金，”Obremskey 说。 2024-05-29 00:00:00 1717107170
DNA 或 RNA 靶标结合激活 Cas9 的核酸转运酶活性
Makarova, KS, Zhang, F. 和 Koonin, EV SnapShot：2 类 CRISPR–Cas 系统。 细胞 168，328–328.e1（2017）。 文章 中科院 PubMed 谷歌学术 Cong, L. 等人利用 CRISPR/Cas 系统进行多重基因组工程。 科学 339,819–823 (2013)。 文章 中科院 PubMed PubMed Central 谷歌学术 Li, JF 等人。多重和同源重组介导的基因组编辑 拟南芥 和 本氏烟 使用引导RNA和Cas9。 天然生物技术。 31,688–691 (2013)。 文章 中科院 PubMed PubMed Central 谷歌学术 Nekrasov, V., Staskawicz, B., Weigel, D., Jones, JD […]
通过调节核苷酸代谢增强造血干细胞和祖细胞的主要编辑
Anzalone, AV 等人。无需双链断裂或供体 DNA 的搜索和替换基因组编辑。 自然 576149–157 (2019)。 文章 中科院 PubMed PubMed Central 谷歌学术 Chen, PJ 等人通过操纵编辑结果的细胞决定因素来增强主要编辑系统。 细胞 1845635–5652 (2021年)。 文章 中科院 PubMed PubMed Central 谷歌学术 Anzalone, AV 等人，利用双主键编辑对大型 DNA 序列进行可编程删除、替换、整合和反转。 天然生物技术。 40，731–740（2022年）。 文章 中科院 PubMed 谷歌学术 Ayinde, D., Casartelli, N. 和 Schwartz, O. 通过 SAMHD1 方式限制 HIV：通过核苷酸饥饿。 Nat. Rev. Microbiol. 10,675–680 (2012)。 文章 中科院 […]
利用共聚焦扫描光场显微镜进行长期活体亚细胞成像
实验装置 倒置系统 直立系统 所有荧光实验的详细成像条件和参数，包括荧光标记、激光、激发功率、线曝光时间、总停留时间、成像速度、系统模式、角分辨率、物镜和共焦参数，均在补充表中说明。 1。 csLFM 的 PSF 推导和背景抑制原理 在 sLFM 中31，物体空间中任意三维点的空间角度测量，其横向坐标为 页= (页X， 页是) 和轴坐标 页是 可以表示为 $$begin{array}{l}{W}_{{p}_{z}}({bf{p}},{{bf{x}}}_{{bf{0}}},{bf{u}})=displaystyle{int }_{{bf{x}}{primeprime} }leftVert frac{{e}^{jfrac{2pi n}{lambda }{f}_{mu lens}}}{jfrac{2pi n}{lambda }{f}_{mu lens}}}{Exp left(jfrac{pi n}{lambda {f}_{mu lens}}{Vert {bf{x}}{primeprime} Vert }_{2}^{2}right){F}_{frac{2pi n}{lambda {f}_{mu lens}}{bf{x}}{primeprime} }{vphantom{frac{{bf{x}}}{{d}_{l}}}}left({U}_{{p}_{3}}({bf{x}}+{{bf{x}}}_{{bf{0}}}-{bf{p}})right.right.\ displaystyle qquadqquadqquadquadleft.left.,cdot, rectleft(frac{{bf{x}}}{{d}_{l}}right)right)cdot rectleft(frac{{bf{x}}{primeprime} -{bf{u}}}{{d}_{s}}right){vphantom{frac{{e}^{jfrac{2pi n}{lambda }{f}_{mu透镜}}}{jfrac{2pi n}{lambda }{f}_{mu 透镜}}exp left(jfrac{pi n}{lambda {f}_{mu 透镜}}{Vert {bf{x}}{primeprime} Vert […]
作者更正：联合小分子治疗可加速人类多能干细胞衍生神经元的成熟
这些作者的贡献相同：Emiliano Hergenreder、Andrew P. Minotti。 美国纽约州纽约市斯隆凯特琳癌症研究所干细胞生物学中心 埃米利亚诺·赫尔根雷德、安德鲁·P·米诺蒂、波琳娜·奥伯斯特、伊丽莎白·L·考尔德、阿里安娜·巴吉奥里尼、瑞安·M·沃尔什、加布里埃尔·西塞里和洛伦兹·斯图德 美国纽约州纽约市斯隆凯特琳癌症研究所发育生物学项目 埃米利亚诺·赫尔根雷德、安德鲁·P·米诺蒂、波琳娜·奥伯斯特、伊丽莎白·L·考尔德、阿里安娜·巴吉奥里尼、瑞安·M·沃尔什、加布里埃尔·西塞里和洛伦兹·斯图德 康奈尔大学威尔医学研究生院，美国纽约州纽约市 埃米利亚诺·赫尔根雷德 & 安德鲁·P·米诺蒂 美国纽约州纽约市斯隆凯特琳癌症研究所基因编辑与筛选核心设施 雅娜·佐里纳 & 拉尔夫·加里帕 美国纽约州纽约市威尔康奈尔医学院外科系 Yana Zorina, Zeping Zhao & Shuibing Chen 美国纽约州纽约市威尔康奈尔医学院生物化学系 Hermany Munguba 和 Joshua Levitz 美国纽约威尔康奈尔医学院精神病学系 赫尔曼尼·芒古巴 & 康纳·利斯顿 2024-05-21 00:00:00 1716660569
利用碱基编辑筛选绘制变异对人类原代 T 细胞抗肿瘤特征的影响
Finck, AV、Blanchard, T.、Roselle, CP、Golinelli, G. 和 June, CH 癌症及其他疾病中的工程化细胞免疫疗法。 夜晚。 和。 二十八，678–689（2022年）。 文章 中科院 PubMed PubMed Central 谷歌学术 Forget, M.-A. 等人。转移性黑色素瘤患者过继性 TIL 疗法的前瞻性分析：反应、抗 CTLA4 的影响以及预测临床结果的生物标志物。 临床癌症研究。 244416–4428 (2018)。 文章 中科院 PubMed PubMed Central 谷歌学术 Rosenberg, SA & Restifo, NP 过继细胞转移作为人类癌症的个性化免疫疗法。 科学 348,62–68 (2015)。 文章 中科院 PubMed PubMed Central 谷歌学术 Ruella, M., Korell, F., Porazzi, P. […]