双向表观遗传编辑揭示基因调控的层次结构 背景和研究动机 在人类基因组中，非编码元件如增强子（enhancer）在基因调控中的作用已被广泛认知。然而，目前常用的CRISPR干扰方法在研究非编码元件和遗传相互作用方面仍存在一些局限性。主要是因为传统的CRISPR方法，如CRISPR干扰（CRISPRi）和CRISPR激活（CRISPRa），仅能一次性进行单个位点的编辑。这限制了研究人员对基因调控网络中相互作用的深入理解。因此，本研究致力于开发一种可以双向编辑表观遗传特性的系统，以解决这些问题。 来源和作者信息 这篇题为”Bidirectional Epigenetic Editing Reveals Hierarchies in Gene Regulation”的研究论文，发表于《Nature ...
在本报告中，我们详细评估了一篇刊登于Nature Human Behaviour杂志的科研论文，标题为《原则性提炼英国生物库表型数据揭示人类变异的潜在结构》。该研究由Caitlin E. Carey、Rebecca Shafee、Robbee Wedow等负责，在线发表时间为XX年XX月XX日，出处为https://doi.org/10.1038/s41562-024-01909-5。 研究背景和意义 随着公共和私人对大规模数据收集和整合的投资，近年来出现了称为生物库的数据仓库，将健康成果与成千上万个个体的生物样品关联起来。生物库包含丰富而详细的从电子健康记录（EHR）、自报调查措施、实验室检验和体力及认知评估中提取的数千个变量。尽管这些庞大的资源现在推动了人类健康和疾病的发现，但数据的广度...
以下是《Nature Biotechnology》上发表名为”Multiplexed Orthogonal Base Editor (MOBE) Systems Development（多路复用正交基因编辑器（MOBE）系统的开发）”的学术报告的全文： 近年来，随着基因编辑工具的快速发展，特别是CRISPR-Cas9系统的引入，使得精确修饰特定DNA序列成为可能。当前，引入单碱基变异（Single-Nucleotide Variants，SNVs）作为研究基因功能和疾病关联性的有力工具，尤其在精准医学领域显得尤为重要。现有基因编辑工具在指向性编辑方面已展现出显著效能，但在同时引入多个点突变时常遇到问题，此时需要借助多路复用编辑系统来提升效率。 Quinn T. Cowan、Sifeng Gu...
学术背景 RNA选择性剪接（RNA isoforms）在基因表达调控中扮演着至关重要的角色。人类蛋白质编码基因平均含有超过八个RNA选择性剪接，这导致了近四种独特的蛋白质编码序列。传统的短读长测序技术由于其在读数长度上的限制，无法准确地组装和定量RNA选择性剪接，这大大简化了基础生物学的理解。越来越多的研究表明，同一基因体的不同选择性剪接在蛋白水平上具有独特的互作网络。尤其是，有研究表明同一基因体的某些选择性剪接在细胞内可以发挥完全不同甚至相反的功能。例如bcl-x基因，其中bcl-xl具有抗凋亡功能，而bcl-xs则具有促凋亡功能。这样看来，明确个体RNA选择性剪接的功能对于理解疾病机制以及开发新的治疗方法至关重要。 研究来源 本研究由多名来自不同机构的科学家共同完成，其中包括Bernar...
引言 在新冠疫情的推动下，mRNA疫苗技术取得了显著进展，但其短半衰期和高剂量需求导致了副作用和可及性问题。为了克服这些挑战，自我扩增RNA（self-amplifying RNA, saRNA）成为了研究热点。saRNA利用来自甲病毒的RNA依赖RNA聚合酶（RNA-dependent RNA polymerase, RdRP）进行自我复制，理论上可以通过减少剂量和注射频率来提高疫苗的效力和安全性。然而，saRNA的早期研究表明，其诱导的强烈干扰素（Interferon, IFN）响应会抑制抗原表达，降低疫苗效力。本研究旨在通过完全替代改性核苷酸，抑制干扰素响应，提高saRNA的长效蛋白表达和疫苗保护效力。 研究背景 本文的研究团队来自波士顿大学，包括生物医学工程系、生物设计中心、病毒学、...
在本研究中，我们证明了另一类2型CRISPR-Cas系统——II型Cas9系统，也具备“trans-cleavage”活性，该活性由crRNA和tracrRNA指导并通过DNA或RNA目标的结合而激活。通过将Cas9效应核酸酶的trans-cleavage活性与核酸扩增技术结合，我们创建了名为DACD和RACD的特异性DNA和RNA样本检测平台。 Cas9在chimeric sgRNA和nonchimeric crRNA与tracrRNA的指导下，显示出显著不同的ssDNA trans-cleavage活性。酶动力学分析表明，在crRNA和tracrRNA指导下的Cas9 trans-cleavage的催化效率远高于chimeric sgRNA指导下的Cas9 trans-cleavage。...
AAV-SB-CRISPR筛查肿瘤内浸润的原代自然杀伤细胞揭示CAR-NK疗法的遗传性检查点 随着生物技术和基因编辑技术的飞速发展，对于提高自然杀伤（NK）细胞治疗癌症的临床潜力的研究愈发受到关注。尽管在临床治疗中充满潜力，但NK细胞疗法的成功受到多重限制的制约。在《Nature Biotechnology》上发表的一项最新研究中，研究人员基于原代NK细胞执行了一项体内腺相关病毒（AAV）-睡美人（Sleeping Beauty, SB）-CRISPR筛查，针对四种固态肿瘤小鼠模型的肿瘤浸润NK（TINK）细胞展开研究。与此同时，研究人员对TINK细胞进行了单细胞转录组景观的分析，并鉴定出了之前未曾探究的NK细胞亚群和差异表达的TINK基因。 雷鹏、保罗·A·雷瑙尔、贾科莫·斯费鲁扎、罗家杨...
碱基编辑筛选技术在肿瘤免疫治疗T细胞研究中的应用 免疫细胞疗法，如T细胞转移治疗和CAR T细胞疗法，在某些疾病领域成为临床癌症治疗的重要工具。然而，大部分癌症患者无法从细胞疗法中获益，抗性可能是由于癌细胞内在变化（例如B2M丢失、抗原丢失或CD58丢失或下调）或在免疫抑制性肿瘤微环境中细胞产品的调控。本研究通过基础编辑筛选技术，生成了数千种在已知或潜在临床相关基因位点上的变体，探索了这些变体在T细胞生物标志上的影响，提出利用这些变体改善现有和未来的细胞癌症免疫疗法的可能性。 研究背景 该研究由Zachary H. Walsh、Parin Shah、Neeharika Kothapalli、Shivem B. Shah等人共同完成，他们来自不同的科研机构，具有深厚的科研背景和专业能力。本项研...
选择性基因驱动器编程肿瘤进化以主动对抗药物耐药性 随着肿瘤的发展，针对癌症的靶向疗法通常会因药物抵抗性的进化而失败。本研究展现了一种可重复操纵肿瘤进化以设计治疗机会的方式，即使在遗传异质性预先存在的情况下。我们开发了一种选择性基因驱动器系统，可以稳定地引入到癌细胞中，由两个基因（或开关）组成，将可诱导的适应性优势与共享的适应性成本相耦合。利用随机模型的进化动力学，我们确定了选择性基因驱动器的设计准则，并建造了可以利用多个已批准的酪氨酸激酶抑制剂选择性压力的原型，并采用了多种治疗机制，如前药催化和免疫活性诱导。我们证明选择性基因驱动器能在体外消除多种形式的遗传抗性。最终，我们展示了在小鼠实体瘤模型中，模型引导的开关激活可以有效针对预先存在的抗性。这些结果为进化引导的抗癌治疗确立了选择性基因驱动...
转录组学技术跟踪序列(Tracking-Seq)揭示CRISPR-Cas9介导的基因组编辑的脱靶效应异质性 研究背景 随着基因组编辑技术的飞速发展，CRISPR-Cas9系统因其高效率、易操作而被广泛应用于生物医学研究领域。然而，由于CRISPR-Cas9系统进行DNA编辑时可能产生非靶效应，即在意图编辑以外的基因位点发生切割，因此如何对非靶效应进行全面识别和评估已成为科研中的一项重要课题。之前的研究主要采用细胞游离法等方法检测非靶效应，但这些方法往往存在对特定编辑工具或细胞类型的依赖性、需要大量细胞、假阳性率高以及仅限于体外基因组编辑等局限。鉴于此，开发一种通用的、能够在细胞原位直接检测非靶效应的方法显得十分迫切。另一方面，目前的研究也有所忽视编辑工具的靶向异质性，即不同编辑工具在不同细胞...