新工具确定了将基因引入人类DNA的安全位置

新工具确定了将基因引入人类DNA的安全位置"我们已经创建了编辑基因组的地图,"共同通讯作者、圣裘德血液学系的YongCheng博士说。"通过这个工具,我们提供了一种新的方法来确定安全整合基因盒的地方。我们创建了一步一步的指示,所以任何人都可以按照步骤,轻松找到特定组织中的安全港湾位置。"基因疗法,即给病人一个功能失调的基因副本,在治疗一些遗传性疾病方面已初步成功。然而,该领域一直存在着安全问题,例如无意中激活了一个致癌基因,在一些病人身上引起了癌症。因此,科学家们一直在寻找基因组中的"安全港湾",或者说是可以引入一个基因而不会导致癌症或其他问题的位置。研究人员开发了一个管道,利用来自特定组织(如血细胞)的基因组和表观遗传学信息来搜索安全港湾位置。共同第一作者DewanShrestha(左),通讯作者YongCheng博士(中),以及共同作者RuiqiongWu(右)。资料来源:圣裘德儿童研究医院该工具使用来自1000个基因组计划的数据,对健康人之间高度可变的DNA序列进行比较。研究人员推断,如果一个DNA区域在健康人中经常被删除或插入,那么它很可能也能被基因疗法安全地修改。Cheng说:"我们的方法是一种以组织特异性方式确定基因组安全港的新方法。没有人从这个角度尝试过。我们的第一步是找到在健康个体中显示出高频率插入或删除的基因组位点。"如果单细胞中的DNA是一根绳子,它将有两米长。但是除了线性序列之外,DNA可以利用染色质(与DNA相关的蛋白质)循环成复杂的三维结构,以适应细胞内。就像绳子一样,DNA可以有影响其功能的循环。圣裘德的工具在搜索可访问的安全港湾站点时考虑到了这些环路和其他结构的存在。Cheng说:"我们的工具评估了DNA的三维结构,因为人类的DNA不是一个一维的线性结构,它实际上是三维的,因此,在DNA的线性序列中,DNA的部分可能离得很远,但由于三维结构的循环,在物理上可能是彼此相邻的。在这种情况下,3D的接近程度比线性距离更重要"。"安全的基因治疗需要两件事,"Cheng说。"第一,保持新基因的高度表达。第二,整合需要对正常的人类基因组产生最小的影响,这是人们进行基因治疗的一个主要关注点。"科学家们发现,放置在他们的工具所确定的安全港湾位置的基因随着时间的推移保持了它们的表达。研究人员还表明,如果他们把一个基因放到他们的工具所确定的安全港区域之一,它对附近基因的影响比经典的安全港所在位置来得小。这个工具被称为基因组学和表观遗传学指导的安全港湾映射器(GEG-SHmapper),可免费使用:https://github.com/dewshr/GEG-SH...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1335311.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1335311.htm

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1600亿碱基对拥有最大基因组的生物所携带的DNA数量是人类的50倍每个活细胞中都蕴藏着构建该生物体的全部蓝图。因此,DNA是一种密度极高的数据存储介质,一克DNA就能存储2.15亿GB的数据。现在,拥有已知最大基因组的生命形式已经被确认--它并不是你想象的那样。一种名为"Tmesipterisoblanceolata"的不起眼的蕨类植物被发现拥有由1,604.5亿个碱基对(Gbp)组成的基因组。作为参考,人类基因组有3.1Gbp。另一种可视化的方法是想象DNA链解开的样子。我们的基因组会延伸出2米(6.6英尺),和勒布朗-詹姆斯差不多高。但是,T.oblanceolata的基因组将远远超过100米(328英尺)--比自由女神像或大本钟塔还要高。不起眼的叉蕨(Tmesipterisoblanceolata)看起来并不起眼,但它在吉尼斯世界纪录大全中却一骑绝尘波尔-费尔南德斯因此,这种不起眼的蕨类植物夺得了三项吉尼斯世界纪录头衔:最大的基因组、最大的植物基因组和最大的蕨类植物基因组。它从另一种植物--巴黎蕨(Parisjaponica)--手中夺走了桂冠。这才是真正的"TARDIS"(塔迪斯)风格,光看外表,你根本不知道这株蕨类植物的内部有多大。无论从哪个角度看,它都是一种非常不起眼的植物,长达30厘米(12英寸),看起来就像你在森林里散步时看都不会看一眼的东西。但此前曾发现该家族的其他成员也含有大型基因组,因此伦敦皇家植物园、邱园和西班牙巴塞罗那植物研究所(IBB-CSIC)的科学家们开始对忘忧草进行研究。他们来到西南太平洋的新喀里多尼亚岛,采集这种植物的样本。研究小组通过分离成千上万个细胞的细胞核,用一种能与细胞核中DNA结合的染料对其进行染色,从而对基因组进行了分析。通过测量有多少染料与细胞核中的DNA结合,可以估算出基因组的大小,从而揭示了新的世界纪录。该研究小组说,耐人寻味的是,基因组并不一定越大越好。基因组大的植物往往生长缓慢,需要更多养分,光合作用效率较低。因此,人们认为T.oblanceolata已经达到了基因组大小的上限。这项研究发表在《iScience》杂志上。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1433391.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1433391.htm

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人类基因组中的古代病毒DNA与主要精神疾病有关大约8%的人类基因组是由人类内源性逆转录病毒(HERVs)序列组成的,它是几十万年前发生的古代病毒感染的产物。直到最近,人们还认为这些“化石病毒”只是垃圾DNA,在体内没有重要功能。然而,由于基因组学研究的进步,科学家们现在已经发现了这些化石病毒在我们DNA中的位置,使我们能够更好地了解它们何时表达以及它们可能具有的功能。这项新研究建立在这些进展的基础上,首次表明人类大脑中表达的一组特定的herv会导致精神疾病的易感性,这标志着在理解导致这些疾病的复杂遗传成分方面又向前迈进了一步。蒂莫西・鲍威尔博士是这项研究的资深作者之一,也是伦敦国王学院精神病学、心理学和神经科学研究所(IoPPN)的高级讲师,他说:“这项研究使用了一种新颖而有力的方法来评估精神疾病的遗传易感性如何影响现代人类基因组中古代病毒序列的表达。”我们的研究结果表明,这些病毒序列可能在人脑中发挥的作用比最初认为的更重要,特定的HERV表达谱与某些精神疾病的易感性增加有关。”该研究分析了涉及数万人的大型遗传研究数据,包括有和没有精神健康状况的人,以及来自800个人的尸检脑样本的信息,以探索与精神疾病相关的DNA变异如何影响herv的表达。尽管大多数与精神病诊断相关的遗传风险变异影响了具有众所周知的生物学功能的基因,但研究人员发现,一些遗传风险变异优先影响了herv的表达。研究人员报告了与精神疾病相关的五种强大的HERV表达特征,包括两种与精神分裂症风险相关的HERV,一种与双相情感障碍和精神分裂症风险相关,一种与抑郁症风险相关。第一作者、伦敦国王学院IoPPN研究员罗德里戈・杜阿尔特博士说:“我们知道精神疾病有很大的遗传成分,基因组的许多部分都在逐渐影响易感性。在我们的研究中,我们能够研究与herv相关的基因组部分,从而鉴定出与精神疾病相关的五个序列。虽然目前还不清楚这些herv是如何影响脑细胞从而导致风险增加的,但我们的研究结果表明,它们的表达调节对大脑功能很重要。”...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1432213.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1432213.htm

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挑战主流观点:4.5万年前的古代DNA揭示了隐藏的人类历史"人们普遍认为我们人类祖先的遗传学没有像其他动物那样因环境压力而发生变化,因为我们的沟通能力和制造及使用工具的能力增强了,"Souilmi博士说。然而,通过比较现代基因组和古代DNA,研究人员发现了50多个最初罕见的有益基因变体在古代人类群体的所有成员中变得普遍的案例。与许多其他物种相比,这种类型的适应性遗传变化的证据在人类中是不一致的。因此,这一发现挑战了关于人类适应性的主流观点,使我们对人类如何适应他们在地球上传播时遇到的新环境压力有了新的和令人兴奋的认识。共同牵头人、阿德莱德大学兼职研究员和澳大利亚国立大学DECRA研究员雷-托布勒博士说,检查古代DNA对于揭示人类进化的秘密至关重要。托布勒博士说:"我们相信人类群体之间的历史性混合事件可能隐藏了现代人类基因组中的遗传变化迹象。我们检查了来自1000多个古代基因组的DNA,其中最古老的基因组大约有45000年的历史,以了解某些类型的遗传适应在我们的历史上是否比现代基因组的研究更常见。Huber教授说:"使用古代基因组是至关重要的,因为它们在重大的历史混合事件之前,这些事件从根本上重塑了现代欧洲人的遗传血统。这使得我们能够恢复现代基因组的标准分析所看不到的历史性适应迹象。"研究论文的资深作者ChristianHuber教授是阿德莱德大学的兼职研究员和宾州州立大学的助理教授。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1334779.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1334779.htm

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