前瞻基因产业全球周报第6期:美科学家正编辑对抗先天失明的人类胚胎

olivia chan

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基因编辑技术指能够让人类对目标基因进行“编辑”,实现对特定DNA片段的敲除、加入等。而CRISPR/Cas9技术自问世以来,就有着其它基因编辑技术无可比拟的优势,技术不断改进后,更被认为能够在活细胞中最有效、最便捷地“编辑”任何基因。

2018年11月,中国学者贺建奎宣称成功利用基因编辑技术,让一对有抵抗艾滋病毒能力的双胞胎诞生,引起全球一片谴责之声。上月,广东省“基因编辑婴儿事件”调查组现已初步查明,该事件系南方科技大学副教授贺建奎为追逐个人名利,自筹资金,蓄意逃避监管,私自组织有关人员,实施国家明令禁止的以生殖为目的的人类胚胎基因编辑活动。

最近基因编辑领域还有哪些大事发生呢?那么就来跟着前瞻经济学人一起看看吧。

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全球首例携带有特定基因编辑的克隆猴在中国诞生

1月23日,世界首例生物节律紊乱体细胞克隆猴在中国诞生,1批5只,意味着中国正式开启了批量化、标准化创建疾病克隆猴模型的新时代。

非灵长类动物与人类高度相似,是研究节律紊乱相关疾病的理想动物模型。去年,中国科学家第1个培育出体细胞克隆猴双胞胎“中中”和“华华”,给人类带来了用动物模型研究节律紊乱相关疾病的希望。本次获得的5只BMAL1基因敲除的克隆猴宣称这实践的可能性。

研究团队成员、神经科学研究所生物节律与衰老疾病研究组组长张洪钧研究员介绍:“在哺乳动物的大脑中,有一个控制生物节律的‘起搏器’,他就是位于下丘脑的视交叉上核。如果将他损毁,动物的昼夜节律就会完全消失。这个起搏器平常一般是通过一系列节律基因来调控昼夜节律的,BMAL1便是这些核心节律基因中的一个。”

研究团队采集了1只BMAL1基因敲除彻底,且睡眠紊乱症状最明显的猕猴的体细胞,通过之前掌握的体细胞克隆技术,成功获得了5只BMAL1基因敲除的克隆猴。

和去年不同的是,去年的克隆猴来源于流产猴胚胎,今年来源于成年活体基因编辑猴的体细胞,年岁越大的猴子细胞越衰老,所以这次的实验难度更高。

目前,全世界每年对猕猴的使用量高达10万只,主要被用于药物筛选实验。体细胞克隆猴技术让人们在一年内就能制备大批遗传背景相同的模型猴,大大减少了个体差异对实验的干扰。这样,只要使用很少数量的克隆猴,就能够完成很有效的筛选。

美科学家正编辑对抗先天失明的人类胚胎

一名纽约科学家正试图编辑人类胚胎的DNA——这是一种与中国科学家贺建奎基因编辑婴儿方式类似的方法。

哥伦比亚大学发育细胞生物学家Dietrich Egli博士表示,他正在使用诺贝尔奖获得者CRISPR基因编辑方法修复早期胚胎的DNA突变。Egli博士自己称这项工作为“基因组破坏”,但声称他自己的实验纯粹是为了研究目的,目的是确定该过程的安全性。

目前,他告诉美国国家公共电台(NPR),他只是在胚胎发育一天后就将其销毁,但为了充分了解该程序的安全性,Egli博士将不得不允许胚胎发育更长时间,这引发了严重的伦理问题。

gli博士声称正在采取一种更加谨慎的方法。他正在使用CRISPR修复与遗传性失明有关的基因。但他说,他的工作并不是要创造经过基因编辑的婴儿,而是为了“研究目的”测试他的方法的安全性。

Egli博士正一个接一个地将先天失明(称为色素性视网膜炎)男性的精子“浸入”含有CRISPR工具的溶液中,CRISPR工具被编程用来切除带有缺陷的基因。然后他将精子注射到卵子中,卵子中含有健康的眼部疾病基因。他们的想法是,当它们结合在一起时,卵子的健康基因副本就会进入。在看似简单的修复过程完成后,Egli博士说他只是让胚胎存活了一天,用以观察这项技术是否安全。

但是,当然,如果最终的目标是通过基因编辑将这种疾病从人类DNA中剔除,那么最终这些胚胎将不得不发育完全。

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根据前瞻研究院数据,在整个临床级基因检测市场中,目前主要是华大基因、贝瑞基因、达安基因、迪安诊断、金域医学等。其中,华大基因、贝瑞基因于2017年相继凭借基因检测业务上市,以生育健康类为代表的临床级基因检测服务占其营业收入比重超过50%,暂时处于基因检测行业龙头地位。

华大集团与深圳建行达成战略合作

2018年12月26日下午,在深圳国家基因库,华大集团与中国建设银行深圳市分行(以下简称“深圳建行”)举行战略合作协议的签约仪式。根据协议,深圳建行为华大集团成员企业提供综合金融服务,用于满足华大集团的发展。

五种孤生作物基因组被破解 华大助力非洲提高粮食质量

2018年12月7日,由深圳华大生命科学研究院主导,非洲孤生作物联盟(The AfricanOrphan Crops Consortium, 简称AOCC)等共同合作完成的“The Draft Genomes of Five Agriculturally Important African OrphanCrops” 论文在完全开放获取期刊GigaScience上发表。非洲孤生作物遗传资源种类丰富多样,是非洲许多国家、地区人民的食物、营养和经济来源之一,但由于其单个品种产量低、研究少且总体推广力度不够,常常被当地人们所忽视。本次研究通过对五种非洲孤生作物进行测序,寻找提高作物营养和产能的基因,为进一步改良作物种质奠定基础,同时也为改善当地居民的营养和食品安全提供重要的指导意义。

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浙江省水稻专家利用基因编辑成功克隆杂交稻种

上月,据中国农科院最新消息,中国水稻研究所水稻生物学国家重点实验室王克剑团队,利用基因编辑技术建立了水稻无融合生殖体系,成功克隆出杂交稻种子,首次实现杂交稻性状稳定遗传到下一代。该项成果近日在线发表于《自然·生物技术》杂志。王克剑团队将籼粳杂交稻品种春优84选为水稻无融合生殖研究的模式品种,利用CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除了其中4个水稻生殖相关基因,使杂交稻产生了无融合生殖性状,并产生了与杂交稻一样的克隆种子;团队进一步检测确定,通过克隆种子培育的子代植株与一代杂交稻高度相似。这意味着农户将可以“留种”,不再需要重新制种和购买。

全国320万新生儿接受遗传性耳聋基因筛查

截至2018年底,全国320多万新生儿接受了遗传性耳聋基因筛查,其中药物致聋基因携带者有8400多人,直接避免了受检者和家庭成员约8万多人因使用药物不当而致聋。1月8日,中共中央、国务院在北京隆重举行国家科学技术奖励大会。由清华大学、中国人民解放军总医院和博奥生物集团有限公司(简称“博奥生物”)联合研发的“遗传性耳聋基因诊断芯片系统的研制及其应用”项目荣获2018年度国家技术发明奖二等奖。这是入围医药卫生组仅有的两个二等奖项目之一。

复旦教授发现精神分裂症风险基因位点,与青春期大脑发育有关

1月17日凌晨,这篇酝酿五年多的论文终于面世——冯教授领衔的课题组以《与精神分裂症风险关联的非同义突变位点与大脑壳核体积相关:一项全脑体素-全基因组关联分析》为题,发表于顶级期刊《美国医学会杂志•精神病学卷》。该课题组发现并确定了一条基因-大脑-精神分裂症的新通路:锌转运体SLC39A8基因rs13107325位点单核苷酸多态性的风险等位基因,干扰青春期大脑壳核的正常发育,进而增加成年后患精神分裂症的风险。

华大智造携手基因组数据平台微基因WeGene,启动“人人基因组时代”

近日,华大智造与国内领先的基因组数据平台微基因WeGene,在2018测序技术和应用高峰论坛上宣布启动测序者计划之“迈向人人基因组时代”,将携手致力于——让每个中国人都拥有一份全基因组数据。华大智造首席运营官蒋慧博士和微基因首席执行官陈钢博士等作为代表参与启动。华大智造在今年10月发布的超高通量基因测序仪——MGISEQ-T7,堪称“超级生命计算机”。在本次“迈向人人基因组时代”启动仪式上,微基因宣布预定了首台MGISEQ-T7。“我们已预定了第一台MGISEQ-T7,用于中国人群DTC队列研究,例如中国人群掌纹肤纹GWAS研究,阿兹海默高危人群队列及筛查等等。明年,微基因的个人全基因组测序服务,体验也将全面升级。”陈钢博士介绍道。

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研究人员开发了增强基因治疗的技术

Dalhousie医学院卡梅伦癌症生物学研究科学家Graham Dellaire博士利用他对基因在人体细胞中组织和修复的知识,开发出一种可以使基因治疗更有效,更安全的技术。他的作品最近发表在Nucleic Acids Research and Nature上。被称为年度突破性发现的CRISPR代表“聚集规则 - 间隙短回文重复序列”。它可以准确地靶向和编辑DNA,提供治愈遗传疾病和寻找新的癌症治疗方法的潜力。

新一代“基因编辑”食物很快就会走上超市货架

下一代生物技术食品正在走向食品杂货店的货架,首先可能是沙拉酱或格兰诺拉燕麦卷,由基因调整过的豆油制成,对心脏有好处。到今年年初,第一批经过DNA“编辑”的植物或动物食品预计将开始销售。这是一种不同于如今备受争议的“转基因”食品的技术,更像是一种更快的育种技术,有望促进营养、促进作物生长,并使家畜更顽强、水果和蔬菜更持久。美国国家科学院(US National Academy of Sciences)宣布,基因编辑是改善粮食生产所需的重大突破之一,以便在气候不断变化的情况下,让全球再养活数十亿人。

研究人员将用基因编辑技术唤醒番茄的辣味基因

来自巴西和爱尔兰的研究人员称,他们正在使用CRISPR/Cas9基因编辑技术制造辣味番茄,这些番茄可以用来制作辣椒喷雾、麻醉剂和减肥药等。大约1900万年前,辣椒和番茄同属于一个祖先,两者体内都藏有辣味基因。后来番茄中的辣味基因渐渐休眠,番茄也进化成如今的酸甜口味。巴西维索萨联邦大学的阿古斯丁·泽斯哥恩(Agustin Zsögön)和他的团队在近期出版的《植物科学趋势》中表示,像CRISPR/Cas9这样的基因编辑技术可以“唤醒”番茄中休眠的辣味基因。他们在努力进行制造辣味番茄的工作,希望在今年年底之前有一些好消息。

英研究用“基因剪刀”培养对流感具备免疫能力的鸡

路透社22日报道,首批转基因小鸡今年晚些时候将在英国爱丁堡大学罗斯林研究所孵化。世界首只克隆动物“多莉羊”1996年诞生在罗斯林研究所。项目主导人之一、英国帝国理工学院病毒学教授温迪·巴克利介绍说,研究人员正利用获称“基因剪刀”的CRISPR基因编辑技术,改变某种蛋白质的一个特定组成,以便让鸡具备对流感病毒的完全抵抗力,但鸡的其他基因不会变化。

科学家用“基因剪刀”改良香蕉

英国《通讯·生物学》杂志31日在线发表了一项最新研究:非洲科学家团队报告了一种可以成功消除大蕉的香蕉条纹病毒的策略。这是一种基于“基因剪刀”CRISPR技术的策略,有望帮助改善大蕉的生长,并提高其产量。

科学家发现肠道菌群中新型的抗生素耐药基因

人类机体肠道中有数以万亿计的微生物,其中主要是细菌,他们共同组成了肠道菌群。大部分肠道细菌对人类宿主无害,然而诱发机体疾病的细菌同时也存在于肠道中。大部分的细菌都对抗生素比较敏感,但人类肠道中也有一部分细菌会对抗生素耐受。来自伯明翰大学研究者Willem van Schaik教授团队通过将已知抗生素耐药性蛋白的结构与人类肠道中细菌所产生的蛋白质的结构进行对比,在人类肠道细菌中发现了数千个新型的抗生素耐药基因。

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欧洲法院裁定:基因编辑等基因诱变技术属转基因技术

位于卢森堡的欧洲法院2018年裁定,包括基因编辑在内的基因诱变技术应被视为转基因技术,原则上应接受欧盟转基因相关法律的监管。欧洲法院当天发表声明说:“通过基因诱变获得的生物是转基因生物……原因在于基因诱变以天然不会发生的方法修改了生物的遗传物质。”基因诱变是一种常用的育种技术,可用于培育抗特定杀虫剂的作物品种。与转基因技术不同的是,基因诱变在不插入外来DNA(脱氧核糖核酸)的情况下修改作物的基因组。

最新裁定意味着,包括CRISPR基因编辑等在内的诱变技术在欧洲将接受与转基因技术一样的监管。

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