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暗添弓箭力——应对CRISPR脱靶危机的正确姿势
2017年5月发表在Nature Methods杂志上，题为“Unexpected mutations after CRISPR-Cas9 editing in vivo”的研究轰动了整个学术圈。该文章声称CRISPR/Cas9基因编辑系统会引入大量不可预估的突变到小鼠基因组中，由此引发了关于CRISPR/Cas9系统潜在脱靶效应的一系列激烈的讨论。后续调查结果发现，所谓大规模的脱靶现象是作者使用了基因背景不明确的小鼠对照而产生的错误判断，该文章也在2018年3月被正式撤稿1。图1. Nature Methods杂志最终单方面决定，在通讯作者全都不同意的情况下强行撤稿这篇有争议的论文，打破了学
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先进宏基因组学发《Nature》文章，鉴定土壤中富含大量新抗生素资源
6月13日，加州大学伯克利分校的科学家在《Nature》发文报告，利用宏基因组测序鉴定出数百种土壤细菌基因表达的复杂和重要分子。新基因之所以现在才被发现，是因为这些微生物无法在培养皿中生长。新研究鉴定出来的基因很多都来自未知细菌群落，这些微生物生产的抗生素和抗真菌素将来或许可以帮助人类对抗细菌或真菌感染。时至今日，新抗生素挖掘速度变慢，致病细菌对现有药物抵抗力越来越强。美国疾病控制和预防中心估计，在美国每年至少200万人感染耐药细菌，超过23000人死于这些细菌感染。加州大学的科学家们在加利福尼亚州北部草甸4-16英寸深处采集了60份10g土壤样本，据此研究小组成员组装了大约1000种不同微生
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Nature子刊：人工基因缺陷揭示遗传疾病新靶标
这是缺乏FANCC基因的HAP1细胞的免疫荧光染色，用MMC处理24h，对BRCA1,53BP1和DAPI染色。生物通报道：DNA修复对健康有机体至关重要。在我们生命的每一天中，我们细胞的遗传物质都会出现数以万计的损害。因此，在进化过程中发展出了各种各样的修复机制，使细胞能够快速反应并修补受影响的DNA链。当这些修复机制失效时，机体就无法修复DNA，就会出现许多疾病，如范可尼贫血(Fanconi anemia,FA)，这是一种常染色体隐性遗传性血液系统疾病，患者细胞不能修复DNA损伤，因为修复能力的缺乏，范可尼贫血症患者是很多癌症的高危人群，尤其是白血病以及头部和颈部癌症。到目前为止，还没有发
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《Nature Medicine》基因编辑工具增加致癌隐患
最初科学家们在细菌中发现CRISPR-Cas9，该系统可以通过切割DNA定点编辑基因组的指定序列。这把精准的“分子剪刀”正被科学家们试图用来纠正人类遗传缺陷或DNA突变，目前，中国和美国已经开展了基于CRISPR-Cas9的癌症免疫疗法临床试验，并且即将推出治疗镰状细胞性贫血等遗传血液疾病的新试验。6月11日《Nature Medicine》杂志发表了两篇独立论文。研究人员在其中一篇论文中写道，在实验室条件下，利用CRISPR-Cas9剪切DNA会导致p53蛋白激活，该蛋白是细胞面对DNA损伤的急救措施。一旦p53被激活，CRISPR-Cas9基因编辑效率就会降低。因此，缺乏或不能激活p53的
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CRISPR操作越来越简单了：通用的基因编辑平台
“CRISPR可以针对任何特定遗传密码，在非常精确的位置编辑DNA，从而让科学家们永久地修改活细胞和模式动物的基因、探索基因功能，”文章共同一作、贝勒医学院Olivier Lichtarge实验室的指导员David Marciano博士。Dr. David Marciano（左）和Dr. Olivier Lichtarge“核糖核蛋白复合体切割特定DNA序列，复合体中的引导RNA与目标DNA碱基配对。模块化的核酸/蛋白质复合物允许研究人员几乎可以靶向任何序列，”共同一作、博后学者Toon Swings说。但是，既有方法也提出了一些挑战，例如潜在的脱靶效应、每个靶基因要求设计独特的导向RNA和目
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Cell子刊介绍一种高效精确的基因敲入技术：Tild-CRISPR
一组研究人员设计了一种新型基因靶向整合策略Tild-CRISPR，它可以在小鼠和人的细胞中实现高效精确的基因敲入。Tild-CRISPR不仅适用于高效地构建小鼠动物模型，同时为研究体内的基因功能以及开发潜在的基因疗法提供新思路。这一研究成果公布在Developmental Cell期刊上，题为《Tild-CRISPR Allows for Efficient and Precise Gene Knockin in Mouse and Human Cells》的研究论文，由中科院神经科学研究所、脑科学与智能技术卓越创新中心杨辉研究组与山东大学附属生殖医院、上海交通大学医学院附属仁济医院陈子江教授
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昆明理工大学，上海科技大学学者Cell探讨CRISPR编辑技术面临的挑战
生物通报道：所有的科学都是从自然中得到灵感，这一点在生物学中更为真实，CRISPR基因组编辑技术就是来自细菌的防御系统，这种技术已经掀起了生命科学研究的新浪潮，但是也面临了不少挑战，5月31日Cell杂志就以“The Future of Genome Editing”为题，邀请了三位科学家，探讨CRISPR编辑技术的前景和它所面临的挑战。陈佳上海科技大学生命科学与技术学院实验室将探索由DNA修复引发的突变在疾病发生、衰老以及基因组主动性去甲基化等过程中所起的作用， 主要集中于三个方面： 1）DNA修复在内源基因组水平引发突变的分子机制；2）鉴定并分析参与DNA修复引发突变的新分子和新通路；3）
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全基因组CRISPR筛选寻找肿瘤免疫治疗新靶点
CRSIPR筛选揭示T细胞抗原受体信号传导网络来自上海科技大学，加州大学旧金山分校，中山大学等处的研究人员发表了题为“A genome-wide CRISPR screen identifies FAM49B as a key regulator of actin dynamics and T cellactivation”的文章，利用CRISPR全基因组遗传筛选，系统性地研究了T细胞激活的分子机制，绘制了人类T细胞功能的调控图谱。这一研究成果公布在PNAS杂志上，文章的通讯作者为上海科技大学生命学院王皞鹏，加州大学旧金山分校Arthur Weiss，和中山大学魏来，第一作者为尚婉婧、姜勇和M
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Neuron：APOE4变异如何改变脑细胞
众所周知，若不幸携带了载脂蛋白E4（APOE4）变异，则患上晚发性阿尔茨海默病的风险要比一般人高不少。不过，APOE4如何导致患者大脑中的淀粉样蛋白增加，目前还不清楚。最近发表在《Neuron》上的一项研究表明，APOE4导致脑细胞内发生许多变化，包括基因表达的差异。麻省理工学院（MIT）领导的一个研究团队利用iPSC、CRISPR基因编辑和转录组分析来研究APOE4对各种脑细胞的影响。他们发现，当细胞表达APOE4而不是APOE3时，数百个基因在各种脑细胞中表达出现差异，导致与疾病表型相关的细胞行为发生改变，包括胆固醇代谢失调。在这项研究中，麻省理工学院Picower学习与记忆研究所的Li&
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Cell：CRISPR新一代编辑技术为CAR T细胞疗法提出全新概念
生物通报道：急性髓系白血病AML是成人最常见的急性白血病，它能引起骨髓“漏血”，导致化疗药物无法有效呈递。CAR T疗法是一种近年来兴起的有效治疗方法，但是之前科学家尝试靶向CD33，发现会损害健康细胞。宾州大学宾夕法尼亚大学Abramson癌症中心开创的一种新方法能为利用CAR T细胞治疗急性髓系白血病提出新的思路。这一研究成果公布在5月30日的Cell杂志上。为了治疗AML，研究人员必须靶向这种特定的蛋白质：CD33，这种蛋白质在健康细胞中也有表达，这意味着该疗法不仅对癌症起作用，也会对正常骨髓造成严重损害。最新方法使用基因编辑工具CRISPR/Cas9从健康的血液中剔除健康血液干细胞中的
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Nature Plants报道一种植物抗虫新机制：
降低5-羟色胺生物合成提高植物抗性
害虫是农业和林业生产的大敌。据报道，每年虫害对全球作物、牧场和森林造成的经济损失高达2500亿美元。在我国农业生产中，虫害也是造成粮食损失的重要原因。为防治害虫，农民需要使用大量的农药，不但极大地增加了生产成本，而且还会对人体健康和环境安全造成严重危害。因此，培育抗虫作物品种是控制害虫危害最为绿色、经济、有效的办法。在国际上，转基因的抗虫Bt棉花和Bt玉米品种的育成和使用为防治鳞翅目害虫如棉铃虫、玉米螟的危害发挥了重要作用。然而，由于Bt作物大多只对鳞翅目害虫有效，而对其他重要害虫如蚜虫等没有效果，加之民众对转基因食品安全的担忧，因此，我国目前除了Bt棉外，这项技术尚未在粮食作物生产中加以应用
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5月王牌聚焦：五月三大技术带来新的思路
生物通报道：麦克卢汉的“技术决定论”认为，技术是推动社会发展的重要力量，这在自然科学研究历史中显得格外突出，有无数的前人事迹告诉我们，技术的发展往往能带来研究的突破。本月一些技术的发展值得我们大家关注：单细胞测序技术理解任何多细胞生命系统的前提是理解“细胞”，今天单细胞研究已经不再只是纸上谈兵了，全球已经有许多实验室展开了单细胞研究，近期Science，Cell就接连公布了这方面的成果。斯坦福大学医学院的研究人员发现衰老的新奥秘：相比于年轻人，老年人的免疫细胞携带更多的染色质修饰。而且这些修饰差异主要来源于环境。研究人员通过一种快速，准确的新方法，一个个的分析单细胞，总共分析了上亿个细胞，发现
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利用CRISPR/Cas9技术研究小麦TaGW2基因功能
小麦是全球最重要的粮食作物之一，是世界上40%人口的主要食物，提高小麦产量和品质对保障粮食安全和人体健康具有重要意义。谷类作物中GW2基因是影响籽粒粒重的一个关键遗传因子，该基因在六倍体普通小麦中有3个亚基因组拷贝，即TaGW2-A1, TaGW2-B1和TaGW2-D1。已有的研究表明TaGW2-A1负调控小麦籽粒的大小及产量，但TaGW2-B1和TaGW2-D1对小麦粒重遗传控制的贡献还不清楚。中国科学院遗传与发育生物学研究所高彩霞研究组与王道文研究组合作，利用CRISPR/Cas9技术获得了缺少TaGW2基因一个拷贝（B1或D1）、两个拷贝（B1和D1）以及三个拷贝（A1, B1和D1）
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大牛Nature子刊发表最新CRISPR技术突破：一次分析数百个基因组突变
生物通报道：遗传学家一直在利用包括从家鼠到单细胞酿酒酵母在内的多个模式动物，研究调控人类发育与生理的基本生物过程，以及这些生物过程在各种疾病中出现的变化。因为调控人体这些生物过程的基因在其它物种中具有类似的功能，而且模式生物体中的基因可以随意在实验室中突变和删除，所以这一概念是成立的。但是迄今为止，即使在易于操作的酵母中，基因也必须是一次删除一个，而且这会在基因组中留下一些不需要的序列修饰。来自哈佛大学Wyss研究所的George Church领导的一个研究组提出了一个新的基于CRISPR-Cas9的技术方法，可以解决这两个问题。具体来说，研究人员利用酵母开发了一种高通量方法，能够在单个酵母细
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CRISPR纳米递送研究中取得进展
近日，中国科学院国家纳米科学中心研究员蒋兴宇、郑文富带领的课题组发表了非病毒纳米载体递送的研究成果。他们开发了一系列非病毒的纳米载体，这些非病毒纳米载体可以高效递送CRISPR/Cas9系统到体内，为拓展这一强大基因编辑技术在生命科学和临床应用领域的应用提供了新途径。相关研究成果Thermo-triggered release of CRISPR-Cas9 system by lipid-encapsulated gold nanoparticles for tumor therapy 作为Hot paper在《德国应用化学》（Angew Chem Int Ed, 57, 149
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中科院，暨南大学《PNAS》利用CRISPR发现新的肺癌抑癌基因
中国科学院生物化学与细胞生物学研究所，暨南大学生命与健康工程研究院的研究人员发表了题为“In vivo CRISPR screening unveils histone demethylase UTX as an important epigenetic regulator in lung tumorigenesis”的文章，利用CRISPR/Cas9技术在体进行大规模筛选发现组蛋白去甲基化酶UTX为新的肺癌抑癌基因，深入揭示了UTX失活促进肺癌发生发展的分子机制并提供了潜在的治疗策略。这一研究成果公布在PNAS杂志上，由中国科学院生物化学与细胞生物学研究所季红斌研究组与暨南大学生命与健康工程
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类器官研究揭示胶质瘤侵袭过程
作者：欧玛干细胞胶质瘤是一种令人闻之色变的人脑恶性肿瘤，目前治疗手段极为有限。胶质瘤学名为“多形性胶质母细胞瘤（GBM）”。由于胶质瘤生长在脑中，科学家几乎无法观察到这种肿瘤细胞的产生过程，动物模型也无法提供很好的答案。美国加利福尼亚州的Salk研究所近日在胶质瘤研究中取得重要进展，该机构的科学家成功建立了胶质瘤类器官模型，从而为解决上述难题迈出重要一步。Salk研究所Verma实验室的科学家们通过编辑细胞中的两个基因，就能够在实验室里“制造”出胶质瘤，将来可以用于开发抗胶质瘤药物。该研究在2018.04.24日发表于《Cell Reports》杂志上。 图1.胶质瘤研究示意图。其大意如下：1
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《Nature》子刊：新CRISPR技术，祝您轻松实现单碱基精确基因敲除
CRISPR-Cas9系统为研究者提供了精准编辑DNA的技术手段，如今，研究人员又利用它开发出了靶向酿酒酵母（S. cerevisiae）单基因的技术，研究人员通过删除DNA序列中1个碱基即可关闭基因。这种基因组级别的生物工程与传统的靶向单个基因或有限数量基因的策略相比，未来将更方便研究者独立研究单个基因或与其他基因结合时的功能。理解和优化S. cerevisiae基因组，提高酵母菌株生产力对乙醇、工业化学品、润滑剂和药品等工业生产具有重要意义。伊利诺伊大学化学与生物分子工程教授赵惠民（Huimin Zhao）研究团队发文《Nature Biotechnology》，“我们希望把微生物改造成创
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《Cell》2017年度论文：全面解读CRISPR-Cas技术系统
生物通报道：Cell杂志创刊于1976年，现已成为世界自然科学研究领域最著名的期刊之一，并陆续发行了十几种姊妹刊，在各自专业领域里均占据着举足轻重的地位。近期Cell杂志公布了2017年年度论文，共包括七篇Snapshots，四篇Reviews，以及十篇Articles。入选的文章当中，有两篇由张锋等人撰写的文章详细介绍了CRISPR-Cas技术系统，并且通过图片言简意赅的说明了第一类和第二类CRISPR-Cas基因组编辑系统的特点。来自CRISPR系统（成簇的规律性间隔的短回文重复序列及其相关蛋白）的酶给基因组学领域带来了革命性的发展，使得研究人员能够靶向基因组特异区域，在精确的位点编辑DN
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2018美国科学院新增院士 “80后”华人学者入选
生物通报道：院士是某些国家所设立的科学技术方面的最高学术称号，是对科学家在本领域研究的重要肯定，在美国国家科学院中就有不少华人科学家。近期美国科学院公布了2018年新增院士的名单，多位华人学者入选。至此美国科学院院士人数达到2382名，外籍院士为484名(没有投票权)。这些华人学者包括加州大学伯克利分校神经生物学系教授丹扬(Yang Dan)、加州大学旧金山分校神经学系教授傅嫈惠(Ying-Hui Fu)、布朗大学工程学院教授高华健(Huajian Gao)、麻省理工学院物理学系教授文小刚(Xiao-Gang Wen)、神经科学教授张锋(Feng Zhang)，以及耶鲁大学细胞生物学和遗传学系
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