中国团队研发出新型可编程染色体编辑技术

中国科学院遗传与发育生物学研究所团队研发出一种新型可编程的染色体编辑技术(PCE)，将显著提升真核生物基因组的操纵尺度和能力，或为作物性状改良和遗传疾病治疗开辟新路径。

根据中国新闻网报道，中国科学院遗传与发育生物学研究所的消息说，研究所高彩霞研究员团队最新研发上述技术，在动植物中实现了从千碱基到兆碱基级别DNA的多类型染色体精准操纵。

这项利用大片段DNA精准操纵技术，不仅能实现多基因叠加编辑，还可通过操控基因组结构变异，为作物性状改良和遗传疾病治疗开辟新路径。

同时，这项技术有望推动新型育种策略的发展，例如通过操纵遗传连锁、调控重组频率实现育性控制，以及消除连锁累赘，充分释放野生种质资源中优异等位基因的育种潜力。

此外，精准染色体编辑技术的突破将加速人工染色体构建，在合成生物学等新兴领域也有重要的应用前景。

上述成果论文星期一（8月4日）深夜在国际知名学术期刊《细胞》上线发表。审稿人评价认为，中国团队发表的研究工作，代表了基因工程领域的重大突破，在育种和基因治疗方面具有巨大的应用潜力。

高彩霞介绍说，以基因编辑工具CRISPR及其衍生技术为代表的编辑系统，通过可编程的向导RNA(核糖核酸)引导Cas9等核酸酶靶向基因组特定位点，已广泛应用于特定碱基和短片段DNA的精准编辑。但针对大片段DNA编辑，现有工具在编辑效率、尺度、精准性及类型多样性等方面仍存在明显不足。

#基因 #DNA

专家发现“关键基因” 或能精准杀死癌细胞且不伤正常组织

国际期刊《内分泌学前沿》近日刊登的一项新研究显示，一种名为SDR42E1的特殊基因在维生素D的肠道吸收及其后续代谢过程中发挥关键作用。研究发现，阻断或抑制这个基因可显著抑制癌细胞生长，为精准医学特别是癌症治疗提供了新的可能。

据新华社报道，维生素D不仅调节肠道对钙和磷酸盐的吸收，还在细胞生长、神经与肌肉功能以及免疫系统维持方面扮演重要角色。此前已有研究指出，位于16号染色体上的SDR42E1基因若发生特定突变，或导致维生素D缺乏。

此次研究由卡塔尔哈马德·本·哈利法大学、约旦中东大学等机构联合开展。科研团队运用“基因剪刀”技术，将结直肠癌患者细胞系中的SDR42E1基因失活，结果显示，癌细胞存活率骤降53%。同时，约4600个下游基因的表达发生改变，其中相当一部分涉及癌症相关信号通路和类胆固醇分子的吸收代谢过程，进一步印证SDR42E1在调控细胞健康方面的核心地位。

研究人员指出，这一基因可视为癌细胞存活的“分子开关”。有选择性地抑制SDR42E1，能够有效杀伤癌细胞且不影响正常组织，为实现低副作用、高靶向性的癌症精准治疗奠定基础。

尽管相关机制仍待进一步临床验证和长期研发，但该成果不仅为癌症治疗提供新方向，也为调控维生素D相关疾病提供了潜在靶点。

#研究 #基因 #基因编辑 #癌症

研究发现低出生体重影响后代健康的机制

研究发现，低出生体重儿（出生体重不足2500克）不仅本人成年后患高血压、慢性肾脏疾病的风险增加，而且这些健康风险还会波及后代。

日本研究团队借助实验鼠发现影响后代健康的机制，并证明一种酶抑制剂对减轻低出生体重带给本人未来及后代健康的负面影响有效。

新华社引述日本东北大学近日发表的新闻公报说，该校和三重大学、帝京大学等高校的研究团队首先培育出低出生体重模型实验鼠，这些实验鼠出生时体重轻、肾脏发育迟缓。他们观察到低出生体重的雌性小鼠长大后妊娠时，母体的肝脏和胎盘重量明显较轻，而它们产下的幼鼠出生时体重也较轻。

研究组在国际学术期刊《交叉科学》发表的论文指出，妊娠期间，为支持胎儿生长需要，母体的代谢需求增大，因此肝脏会肥大。而研究人员发现低出生体重的雌性小鼠妊娠时肝脏不够肥大。对它们肝脏的分析显示，与肝脏肥大相关的基因表达减少。研究人员认为，低出生体重实验鼠妊娠后肝脏不够肥大，胎盘血管生成不够，其结果是肝脏陷入低氧状态，代谢途径转为优先分解糖类，使核酸代谢途径停滞，导致后代胎儿生长受限，出生时体重也较轻。

公报说，研究团队还评估了磷酸二酯酶5抑制剂治疗低出生体重引发的健康风险的可能性。他们给妊娠中的实验鼠使用该抑制剂后的结果显示，实验鼠孕育的子鼠在胎儿时期及出生时的体重都增加了。到了成年期，这些子鼠患高血压的风险也降低了。公报说，本项研究成果有望应用于与低出生体重相关健康问题的预防和药物研发。

#婴儿 #健康 #研究 #基因
2024年10月26日 4:50 PM

美国研究发现细菌细胞会将“记忆”传递给后代

美国一项新研究发现，细菌细胞能够“记住”自己和周围环境的短暂变化，并会将这些变化的“记忆”传递给其后代。这一发现可用于新的医学应用，如改变致病细菌避免其后代耐药性的出现等。

新华社报道，细菌生物学的一个核心假设是，可遗传的物理特征主要由脱氧核糖核酸（DNA）决定的。然而，从复杂系统的角度来看，信息也可以存储在调控基因间关系的网络层面上。这一调控网络类似于基因用来相互影响的“通信网络”。

为了验证这一假设，美国西北大学等机构的研究人员将目光聚焦在了大肠杆菌上。大肠杆菌整体是一个单细胞，是一种已被较多研究的生物模型，它拥有的基因比人类细胞少很多，科学界对它的基因调控网络的组织结构有一定程度的了解。

研究团队利用调控网络的数学模型模拟大肠杆菌中单个基因的暂时失活和重新激活。他们发现这些短暂的扰动可以产生持久的变化，这些变化预计将遗传给多代。

研究人员指出，这种暂时失活和重新激活（即可逆扰动）会在调控网络中引发不可逆的连锁反应。相关的联系或在细菌细胞将变化的“记忆”遗传给多代的过程中发挥重要作用。

研究人员认为，这项研究还表明这种效应或也在其他生物体中普遍存在，因为其他生物体的调控网络与大肠杆菌的调控网络相似，甚至更复杂敏感。

研究人员目前正在实验室验证他们的模拟结果。这个研究结果已发表在新一期美国《科学进展》杂志上。

#美国 #研究 #基因
2024年9月2日 7:36 PM