《研究综述:2020年8月14日》

  • 来源专题:人类遗传资源和特殊生物资源流失
  • 编译者: yanyf@mail.las.ac.cn
  • 发布时间:2020-08-18
  • 欢迎收看2020年8月14日的《研究综述》,这是一篇由Broad研究所的科学家及其合作者发表的最新研究的回顾。

    增强的Cas9使精确的编辑

    博士后研究员Donghyun Lim,化学生物学和治疗科学计划的副成员Amit Choudhary和他的同事已经开发出一种方法,通过使用一个短的寡核苷酸柄“接头”作为一个定位点,将多种不同的分子融合到Cas9的末端和内部区域的特定位置。利用这个平台,研究人员将长单链寡核苷酸供体(ssODN)与Cas9杂交,结果显示Cas9:ssODN结合物可以在多个基因组位点和多种细胞类型上进行精确编辑。该团队还改造了胰岛素生产细胞,使其分泌一种免疫调节蛋白,除了分泌的分子外,不加入任何序列。阅读《自然通讯》,Choudhary实验室的推特,以及自然研究生物工程社区页面上的一篇博文。

    功能预言者

    电压门控钠和钙通道中的遗传变异与疾病有关,但确定变异的功能影响的实验既费力又局限于研究范围。一个由博士后学者亨瑞克·海恩和研究所成员马克·戴利领导的研究小组在医学和群体遗传学(MPG)项目中开发了一种工具,使用机器学习来预测变异的功能影响。他们使用具有已知或可能影响的错义变异来训练他们的模型,并在实验测试的变异和患者群体中验证它。在《科学转化医学》和Henrike的tweeter中,他们的模型是一个有价值的临床和研究工具,可以将变异分类为功能的丧失或获得,或中性或致病。

    使用口罩可以减轻COVID-19的传播

    在COVID-19全球发病数月后,对使用和治疗仍存在有限的共识

    公众人士派发口罩的情况。来自布罗德传染病与微生物组项目和传染病基因组中心的Colin Worby和台湾国立清华大学的Chang hsio - han使用流行病模型来研究口罩在减轻COVID-19在普通人群中的传播中的作用。他们发现,将医用口罩优先分发给易受感染和感染的个人,并广泛使用布罩,可以最有效地降低发病率和死亡率。阅读更多自然交流。

    多基因评分变得更世俗一些

    多基因评分可能是评估个体对几种慢性疾病遗传风险的有力工具。但由于它们大多是利用欧洲人口的数据开发出来的,因此对其他祖先的效用有限。MPG准成员阿米特·赫拉(Amit Khera)及其同事利用来自英国生物库的数据以及在印度和孟加拉国的研究,开发出了一个南亚人后裔心血管疾病的多基因评分并以此为基准。他们的评分系统,发表在《美国心脏病学会杂志》上,提供了一个一般化的框架来发展特定祖先的多基因评分。在Khera实验室的tweeter中了解更多。

    线粒体DNA突变的细胞观

    线粒体疾病患者的细胞通常同时具有突变和非突变的线粒体DNA (mtDNA)——这种情况被称为异质性。在过去,异质化的单细胞分析的范围是有限的。Caleb Lareau、Leif Ludwig、准成员Vijay Sankaran、核心研究所成员Aviv Regev及其同事开发了一种高通量单细胞线粒体基因组学试验,以分析数千个单个细胞的mtDNA突变,这可以进一步帮助建立细胞的祖先关系。在《自然生物技术》中,研究人员使用这种方法来追踪成千上万的癌细胞,并研究人类造血过程中的细胞种群动态。他们与Melissa Walker以及研究所成员和代谢项目的联合主任Vamsi Mootha一起,进一步将这项技术应用于线粒体疾病患者的样本。在《新英格兰医学杂志》上,他们报告了在T细胞中对致病性mtDNA进行选择的证据。

    一条对抗朊病毒病的道路

    降低脑内朊病毒蛋白(PrP)的表达是治疗或预防遗传性朊病毒病的有效途径。在核酸研究中,由斯坦利精神病学研究中心的相关科学家Sonia Vallabh和Eric Minikel及其同事领导的团队描述了探索这一策略的临床前研究——在动物模型上测试反义寡核苷酸(ASO)疗法来对抗朊病毒病。研究人员改变了给药方案、朊病毒菌株和治疗时间点,并检查了症状、生存率和生物标志物读数。在受影响的动物中,降低朊病毒蛋白水平显著延长了生存期,甚至在症状出现之后,这支持了降低prp治疗的潜力。更多信息请参阅《华尔街日报》的新闻稿和埃里克的Twitter帖子。

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    • 欢迎收看2020年11月6日的《研究综述》,这是一篇由Broad研究所的科学家和他们的合作者发表的最新研究的重现快照。 打开火 褐色脂肪细胞利用储存在脂滴中的甘油三酯作为能量,帮助身体产生热量,但尚不清楚这些脂质是否需要。第一作者Chandramohan Chitraju(哈佛大学),Alexander Fischer(哈佛大学),以及代谢项目的助理成员Robert Farese和Tobias Walther,哈佛医学院和哈佛公共卫生学院通过删除合成脂类的酶,制造出棕色脂肪组织中缺乏甘油三酯的老鼠。在《细胞报告》中描述,这项工作表明,没有甘油三酯的褐色脂肪组织仍能正常工作,而缺少甘油三酯的小鼠也能在寒冷中保持体温。这些老鼠体内的棕色脂肪细胞使用循环的葡萄糖、脂肪酸和储存的糖原为产热提供燃料。 胰腺癌依赖筛检 胰腺导管腺癌依赖于改变代谢途径,帮助癌细胞在营养不良的微环境中生存。Dana-Farber研究所和癌症项目的副成员Andrew Aguirre,以及Douglas Biancur和Alec Kimmelman(纽约大学医学中心),使用CRISPR/Cas9筛选来绘制胰腺癌体内外的代谢依赖关系。虽然细胞在体外和体内的脆弱性在很大程度上是相似的,筛选显示了靶代谢负债和细胞培养模型系统的重要局限性。这项工作表明,遗传筛选可以帮助确定体内的依赖关系,这可能具有治疗潜力。更多信息请阅读《细胞代谢》(收费墙)。 寄生虫在哪里 间日疟原虫是美洲最主要的人类疟疾寄生虫,但是在利用基因组学来绘制疟原虫在流行地区的本地和区域传播模式方面做得很少。写的《公共科学图书馆•被忽视的热带病,安琪拉的早期和准成员丹尼尔·Neafsey传染病和微生物项目(IDMP)和基因组中心传染病和马塞洛一起费雷拉(圣保罗大学)和合作者,报告超过疟疾间日疟原虫分离菌的研究热点在巴西和秘鲁使用全基因组测序。他们注意到许多高度相关但又截然不同的间日疟原虫谱系在该地区流行,并为有针对性的疟疾控制工作确定了高度优先的疟原虫种群。 克罗恩病的基因线索 SLC39A8基因中的错义变异A391T是多种疾病的风险等位基因,包括心血管疾病、精神分裂症、帕金森病和克罗恩病(炎症性肠病或IBD的一种形式)。Toru Nakata,高级组长Daniel Graham,核心研究所成员和IDMP联合主任Ramnik Xavier和他的同事们制作了一个SLC39A8 A391T小鼠模型来研究它是如何影响各种组织的。小鼠表现出严重的结肠锰缺乏与肠道屏障功能受损,从而使小鼠对肠道炎症敏感。发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上的研究结果表明,这种等位基因增加了对IBD和其他潜在疾病的易感性的组织特异性机制。 单细胞观察埃博拉的致命策略 首次对感染BSL-4水平病原体的单细胞进行排序的研究,揭示了埃博拉病毒如何在感染过程中为了自身利益而改变宿主的免疫反应的新细节。Aaron Lin, Dylan Kotliar和他的同事采用了一种被称为Seq-Well的便携式低成本单细胞RNA测序方法在美国国立卫生研究院的BSL-4实验室中使用,并发现了病毒抑制的抗病毒防御基因和病毒激活的前病毒基因。在感染期间,常规单核细胞被II类抗原递呈受损的单核细胞所取代,干扰素产生减少。阅读《细胞》和《广阔的故事》。
  • 《研究综述:2020年5月8日》

    • 来源专题:人类遗传资源和特殊生物资源流失
    • 编译者:yanyf@mail.las.ac.cn
    • 发布时间:2020-05-12
    • 欢迎来到2020年5月8日的研究综述,这是布罗德研究所(Broad Institute)的科学家和他们的合作者发表的最新研究的一个循环快照。 建立新型COVID-19诊断方法 由中心成员张峰、奥马尔·阿布达耶、乔纳森·古登伯格、茱莉亚·琼格和阿利姆·拉达领导的一个小组发布了一种新的SARS-CoV-2诊断方法,名为STOP (SHERLOCK Testing in One Pot) COVID。STOPCovid测试可以在一小时内以最少的处理作为单一步骤的反应运行,这使得基于crispr的诊断更接近于一种医疗点工具。该团队已经发布了协议,并准备了试剂与世界各地的合作者免费共享。访问STOPCovid。《纽约时报》、美国国家公共广播电台(NPR)、国家统计局和波士顿25新闻频道(Boston 25 news)的新闻发布和报道提供了更多最新的科学消息。 揭示了安第斯山脉的人口历史 由于过去缺乏对古代DNA的研究,关于大规模的社会如莫切、瓦里、蒂瓦纳库和印加是如何影响中南美洲安第斯山脉(今天的秘鲁、玻利维亚和智利北部)的人口历史,还有许多未解之谜。医学和人口遗传学项目的高级副成员David Reich及其合作者收集了过去约9000年来自这些地区的89个个体的全基因组数据。他们在《细胞》杂志上发表的研究报告揭示了安第斯山脉中部基因结构的变化,揭示了蒂瓦纳库和印加社会中心地带大规模的基因流动和世界主义。 架起医学和机器学习之间的桥梁 医学和机器学习(ML)的交叉有可能改变医疗保健。然而,一个领域的复杂性常常困扰着其他领域的专家,因此需要在两个领域之间创建共享词汇表。Gopal Sarma, Erik Reinertsen,机器学习的成员为心血管疾病(ML4CVD)集团在模式描述如何生理学、医学培训的基础学科和实践丰富的量化历史,可以作为一个起点发展的临床医生和ML专家之间的共同语言,从而加速实际影响和推动疾病的诊断和治疗。 婴儿的细胞会自我调整 出生对新生儿来说是一个新陈代谢的挑战,从母亲持续的营养供应到间歇性的喂养的过渡。罗尼赫尔曼以及领导的研究小组在哈佛,麻省理工学院的Andrew Cangelosi,高级会员的大卫•萨巴蒂细胞电路程序和怀特黑德研究所和准会员Douglas Melton适应哈佛干细胞研究所发现产生胰岛素的β细胞通过改变营养mTORC1通路的敏感性,控制他们的胰岛素分泌,以应对营养。据《细胞代谢》杂志报道,研究人员还在体外对干细胞来源的beta细胞中mTORC1的营养敏感性进行了操作,极大地增强了它们对葡萄糖作出反应时分泌胰岛素的能力,并有可能增强它们在再生医学应用中的效用。 追溯酵母出现 念珠菌是一种新兴的危险酵母,可导致医院的侵入性和耐多药感染的暴发。通过全球合作,包括疾病控制与预防中心的周南茜、传染病和微生物项目博士后穆尼奥斯、阿纳斯塔西娅·利文采娃(疾病控制与预防中心)和真菌基因组研究组组长克里斯蒂娜·科莫在内的一个小组调查了来自19个国家的304株金线菌的基因组。在mBio的报告中,研究人员发现了四种主要的支系,它们有不同的进化历史、全基因组的变异模式和支系特有的药物突变。分子时钟估计显示,几乎所有导致暴发的群集都起源于不到40年前,这表明人为因素,如增加使用唑类抗真菌药物,导致了耐药性。 永远使用炭疽热 癌症依赖图谱项目已经发现了许多潜在的癌症治疗靶点。例如,大约有10%的癌症缺少SF3B1基因的一个拷贝,使它们容易受到干扰其余拷贝的方法的影响。Brenton Paolella和准成员Rameen Beroukhim,布拉德利Pentelute(代表癌症和化学生物学和疗法的科学程序)与产品Lu和尼古拉斯Truex Pentelute的麻省理工实验室里开发一个方法目标SF3B1炭疽毒素的使用部分提供反义肽核酸(PNAs)癌细胞。他们的发现发表在ACS化学生物学杂志上,为利用反义PNAs作为靶向癌症治疗的可推广方法奠定了基础。 这是发自内心的 识别导致心力衰竭的常见基因变异一直很有挑战性,但詹姆斯·皮拉切罗(James Pirruccello)、克里希纳·阿拉贡(Krishna Aragam)和他们在心血管疾病研究项目(Cardiovascular Disease Initiative)的同事采用了一种新的方法,专注于心脏结构和功能的成像测量。团队进行了全基因组关联研究中,使用心脏MRI-derived左心室测量36041名参与者的英国生物库寻找相关基因位点与关键结构和功能变化的心定义扩张型心肌病(DCM),损害器官的肌肉,会导致心脏衰竭。研究小组发现了45个导致DCM风险的新基因位点。请阅读《自然通讯》。