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不知道大家能否想象,自家附近的超市上架的不再只有普通的肉类,还有经过基因编辑的猪肉和牛肉?要早个几十年,这一切或许难以想象,但随着科技的迅速发展,基因编辑已经不再是科幻小说中的情节。英国的 Genus 公司最近就在这一领域取得了重要进展,将这一幻想推至现实的前沿。他们成功地通过基因编辑技术增强了猪和牛的病毒抗性,这些经过编辑的动物不仅能抵抗某些疾病,还有望在未来减少畜牧业对抗生素的依赖。 值得一提的是,Genus 公司预计今年年底前向美国食品药物监督管理局(FDA)提交申请,一旦获批,这些经过基因编辑的猪和牛将上市售卖,流向我们的餐桌 ……不只是猪和牛,基因编辑还被用于创制水稻雄不育系。 [color=#0070c0][b] 基因编辑是也是育种利器[/b][/color] 说到基因编辑食物,大家第一时间联想到的可能是转基因作物。事实上,作物转基因育种的历史已有 20 多年,诸如棉花、大豆、玉米等转基因作物已在多个国家种植。相比于转基因技术,因为基因编辑技术没有引入外来的基因片段而被认为具有更高的安全性,逐渐得到了许多育种学家的青睐。基因编辑技术虽然从诞生到现在不过短短十多年的时间,已经被广泛地用于分子育种,主要用于改良作物的产量和品质、提升作物的抗病和抗逆性。给大家举几个例子,基因编辑技术已经被用于降低玉米的植酸含量、增强水稻的抗白叶枯病能力、提升马铃薯的耐冷藏性。除此之外,基因编辑还被用于创制水稻雄不育系。传统的杂交水稻两系法需要光温敏核雄性不育系,但是培育一个新的不育系需要至少几年时间,而通过基因编辑技术对水稻中的相关基因进行特异性编辑可以很快地创制一批光温敏核雄性不育系,这对农业生产具有革命性意义。基因编辑不仅是育种的利器也是和医学领域的大热话题。 基因编辑在医学领域的巨大潜力在医学领域,基因编辑技术其实已经展示了其巨大的潜力。以 β 地中海贫血为例,这是一种由单一基因缺陷引起的遗传疾病,传统治疗方法包括终身进行血液输注或骨髓移植。然而,利用基因编辑技术,科学家们已经在临床试验中成功地修改了患者的基因,从而恢复了正常的血红蛋白功能,这一进展不仅为患者带来了新的希望,也可能彻底改变治疗此类遗传疾病的方法。 此外,基因编辑还在异种器官移植领域有着很大的潜力。通过基因编辑技术,科学家们可以敲除猪体内与排斥反应相关的基因位点以及猪内源性逆转录病毒基因位点。目前,异种移植治疗公司 eGenesis 已经利用基因编辑技术培育出了多个可以作为器官移植供体的基因编辑猪。 值得一提的是,今年 3 月,一位名叫理查德 斯莱曼的肾衰竭患者在麻省总医院进行了一次肾移植手术,而手术的肾脏供体正是异种移植治疗公司 eGenesis 提供的一头经过 69 处基因编辑的猪。就在前两天,猪肾移植又迎来了新突破。继世界首例猪肾活体移植患者出院还不到一个月,第二例也宣告成功!不仅如此,此次手术也是首次在活体中进行猪源胸腺与肾脏联合移植,为异种器官移植和降低人体免疫排斥提供了新的思路。截至到目前为止,患者均没有表现出器官排斥的迹象,且肾功能良好。然而,对于这样一柄利剑,怎么让其发挥作用,又不产生负面影响便值得有关方面进行探讨和深思。 基因编辑的未来:你会接受它吗?再回到前文的话题,如果有一天,经过基因编辑的猪和牛流入了市场,走上了咱们的餐桌,大家会习惯它们的存在,并且毫无顾忌地食用吗?至少对于转基因的动物,市场的接受度并不高。比如,2015 年,美国食品和药品管理局批准了一种生长快速的转基因三文鱼上市,成为全球首例获批的转基因动物食品,但市场对于这种三文鱼并不买单。 对于基因编辑的动物,比如猪或者牛,想要大众和市场能够接受,就需要让大众对这类技术的优缺点有一个深入的认知和了解。一个可能的解决途径或许是通过开放和包容的对话,让科学界、政策制定者、行业代表及公众可以共同探讨基因编辑技术的应用,确保科技进步同时带来社会价值和伦理的提升。此外,建立一个全面的监管框架同样十分重要。目前,全球多个国家和地区正在努力制定相关的法规和指导原则。例如,欧洲联盟正在研究如何更新其遗传修饰生物的监管政策,以适应 CRISPR 等新兴技术的特点。美国食品药物监督管理局(FDA)也在审查其政策,确保任何基于基因编辑的产品在上市前都经过严格的安全性和效果评估。可以确定的是,基因编辑技术如同一把双刃剑,它在带给我们前所未有的医疗和农业改进机会的同时,也带来了众多伦理和道德的挑战。未来我们如何应对这些挑战,将决定这项技术是否能够成为造福人类的工具。 资讯链接:[url]https://www.instrument.com.cn/news/20240426/715716.shtml[/url]
《Nature Methods》盘点2011年度技术,选出了最受关注的技术成果:人工核酸酶介导的基因组编辑(genome editing with engineered nucleases)技术。除了基因组编辑以外,《Nature Methods》也整理出了2011年最值得关注的几项技术,分别为:单细胞技术(Single-cell methods)、功能基因组资源(Functional genomic resources)、糖蛋白组学(Glycoproteomics)、单倍体因果突变(Causal mutations in a haploid landscape)、单层光生物成像(Imaging life with thin sheets of light)、非模式生物(Non?model organisms)、光基础电生理学(Light-based electrophysiology)和RNA结构(RNA structures )。其中单细胞或者单分子之类的技术几乎每年都会出现在Nature Methods的这一名单中,比如去年的单分子结构分析技术(Single-molecule structure determination)。所谓单细胞技术很好理解,就是相对于群体细胞研究,针对单个细胞的研究技术,由于培养基或者机体中的细胞存在多样性,或者说是异质性,这为许多实验分析造成了障碍。可以说,随着现代生物学的发展,“平均值”这个词已经不能满足我们的需要了,我们要了解细胞之间的差异性。然而要进行单细胞分析也困难重重,从技术上说也存在几个方面的问题。首先无论是针对一个特异性大分子,还是在OMIC水平上进行分子分析,都存在单细胞提取物数量少,难以分析的困难,这甚至可以说是不可能完成的,因此增加灵敏度势在必行。除此之外高通量分析也是一个瓶颈,要想获得单细胞分析确切的分析结果,研究人员必须快速而准确的分析多个细胞,这并不容易。另外单细胞分析也常常需要进行多种方式分析,这不仅是由于细胞存在于一种异质性环境汇总,而且也在同一时间,也需要测量多个参数。不过值得庆幸的是,今年在这些方面都不断有好消息传出,比如质谱流式细胞分析技术,这种技术采用了同位素作为抗体标记,替代荧光探针,从而延伸了流式细胞仪的多元分析能力。这篇题为“Single-Cell Mass Cytometry of Differential Immune and Drug Responses Across a Human Hematopoietic Continuum”的文章由多伦多大学和斯坦福大学完成,他们采用同位素标记抗体,结合质谱分析的方法实现了同时对细胞表面多达一百种标记物的检测。通常采用的荧光抗体标记细胞表面蛋白结合流式细胞术检测的方法,虽然能实现细胞分选,但只能够同时识别6-10种不同颜色的荧光,且还需尽量避免发生荧光重叠。而这项研究通过这个可以称为大量细胞计数法的方法,观察了人类骨髓产生的不同形态细胞中及表面的34种物质,不但能正确归类10多种不同类型的免疫细胞,还能观察到各类免疫细胞的内部变化,从而预知可能发生的变化。这将有助于更快更广泛的测量处方药对人体细胞的反应及功效,提前发现细胞病变,研发出针对个人的治疗药物。另外在基因表达分析研究中,数字逆转录酶PCR(digital reverse-transcriptase)技术,结合微流体设备也帮助实现同时监控上百个单细胞中上百个基因的表达。今年的一项研究证明了这一点:Single-cell dissection of transcriptional heterogeneity in human colon tumors。这项有关肿瘤异质性的研究利用新技术对数百个结肠癌细胞进行了单细胞基因表达分析,由此获得了人类结肠癌异质性图谱。随着单细胞分析技术越来越多的用于解答生物问题,对于灵敏度和高通量的要求也在不断增加,尤其是在大分子分析方面――这比DNA和RNA分析的需求更多,而且商业用途的需求也越来越多。
《自然-生物技术》首声明否定韩春雨基因编辑,明年1月完成调查,大家怎么看?北京时间11月29日凌晨, 在围绕河北科技大学韩春雨NgAgo实验的可重复性问题上争论达半年之久后, 发表该论文的《自然—生物技术》(NBT)终于发布声明称,其于今日发表的Toni Cathomen及同事(编注:美德韩三国的研究团队)的通信文章,可能会否定韩春雨原论文所称的有效编辑内源性基因的这一主要发现。如果一篇论文在发表后遭到批评,NBT会对各种批评进行审慎和全面的评估,其将在2017年1月底之前完成对韩春雨NgAgo实验的调查。http://www.instrument.com.cn/news/20161129/207440.shtml