《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》。

相关报告
  • 《研究综述:2020年6月5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:2020-06-08
    • 欢迎收看2020年6月5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。 挽救小鼠遗传性耳聋 一些遗传性听力损失疾病是由于TMC1基因的隐性突变,导致毛细胞迅速退化和完全聋。在《科学转化医学》杂志上,核心研究所成员David Liu和Jeffrey Holt(波士顿儿童医院)领导的团队描述了他们如何使用碱基编辑来恢复tmc1相关聋鼠的部分听力——这是第一个在体内进行基因组编辑来修复隐性感觉缺失障碍的例子。经过治疗的小鼠的听力部分恢复,并对响亮的声音做出反应。请阅读哈佛大学和波士顿儿童医院的新闻稿,以及基因工程和生物技术新闻。 聚光灯下的精子 减数分裂通过亲本染色体间的DNA杂交产生基因组高度可变的精子,有时会发生错误,导致非整倍体(染色体过多或过少)。为了更好地理解交叉体和非整倍体,斯坦利精神研究中心的Avery Davis Bell、研究所成员Steven McCarroll和他的同事开发了一种新的测序技术,精子序列分析,并用它来研究31000多个精子细胞的减数分裂。他们注意到跨精子基因组和捐赠者的交叉事件位置、间隔和数量的模式,表明了一种共享的潜在调节机制,并确定了许多非整倍体和其他遗传异常。从哈佛医学院的故事中了解更多。 创伤后应激障碍的基因识别 了解哪些人可能易受创伤后应激障碍(PTSD)的影响,哪些人可能有抗创伤后应激障碍(PTSD)的能力,对于有效干预和治疗的发展至关重要。Nikolaos Daskalakis和Karestan Koenen都是斯坦利精神病学研究中心的助理成员,Chris Chatzinakos和他的合作者使用了一种称为转录归因的方法来揭示PTSD基因风险对组织特异性基因表达的影响。研究人员研究了来自70个特定家族的29539例创伤后应激障碍病例和166145例对照组,并确定了18个与特定组织基因对相关的显著关联。他们分别在欧洲和欧洲军事人群中发现了两种PTSD易感基因ZNF140和SNRNP35。在《细胞报告》中,作者认为SNRNP35,一种RNA剪接调节基因,是最有希望进行进一步功能研究的基因,研究其在PTSD的易损性和复原性方面的作用。 快递 癌症的免疫疗法并不是对所有病人都有效。麻省理工学院(MIT)的科林·巴斯(Colin Buss)和癌症项目的研究所成员桑吉塔·巴蒂亚(Sangeeta Bhatia)设计了一种模块化纳米颗粒系统,可能会有所帮助。他们的肽基纳米复合物携带寡核苷酸,在小鼠体内刺激免疫系统并增加检查点抑制剂的有效性。双重治疗阻止了肿瘤的生长,在某些情况下,还阻止了身体其他部位肿瘤的生长。将免疫刺激剂与检查点抑制剂结合在纳米颗粒中包装,其剂量可能比未封装的免疫刺激剂所需的剂量低得多。更多信息请阅读美国国家科学院院报和麻省理工学院新闻。 机会的主人 结核分枝杆菌(Mtb)感染可能表现为不同的方式,可能来自不同的环境和免疫压力。刘青云、魏建豪、李峰、高钱(复旦大学)领导的团队;李亚伟、吕雪梅(中国科学院);哈佛大学公共卫生学院传染病和微生物学项目的准成员Sarah Fortune对18名新诊断和初治患者的近800株结核杆菌进行了测序。在《科学进展》上发表的报告中,这组科学家描述了结核病发病时结核分枝杆菌种群的遗传多样性,并重建了结核分枝杆菌在宿主内的进化。这项研究表明,新的耐药突变的风险以寄主依赖的方式变化。 绘制人类心脏图 单细胞测序促进了我们对各种器官系统的理解,但在心脏研究中,一些基本问题仍然存在,比如人类心脏中细胞类型的数量。内森塔克在共济会医学研究所(现在),研究所成员帕特里克•Ellinor和他的同事们从Broad-Bayer精密心脏病学实验室使用single-nucleus RNA序列来生成最全面的高分辨率细胞健康的人类心脏的映射到日期,确定新的细胞类型,基因表达的模式在不同的部分器官,和细胞类型与常见的心血管疾病。这项研究发表在《循环》杂志上,它将帮助科学家破译心脏细胞在疾病中的行为,并最终识别出针对特定疾病的心脏细胞的新的治疗靶点。
  • 《研究综述:2020年5月29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:2020-06-03
    • 欢迎来到2020年5月29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。 研究人类遗传变异的景观 八年来,gnomAD财团——包括科学家从广泛的项目在医学和种群遗传学(MPG),数据科学平台,和基因组学平台,以及超过100名调查人员国际——已经编译现在世界上最大的公开目录的人类基因数据:超过125000和15000全基因组外显子。本周,在《自然》杂志、《自然通讯》杂志和《自然医学》杂志的七篇论文中,该协会成员描述了从这个庞大的数据库中得出的第一组发现。这两篇论文共同展示了迄今为止最全面的关于人类功能丧失(LoF)和结构变异的调查,展示了如何利用工具来解释变异的背景来帮助他们的临床解释,并说明了人口规模的LoF变异数据如何有助于评估拟议的药物靶点。了解更多的广泛的新闻故事,自然社论,并在宇宙,世界报,和法新社的报道。 肿瘤抑制因子在免疫治疗耐药中的新作用 癌症免疫疗法,如PD-1抑制剂,即使在单个病人的肿瘤中,其反应也会有很大的不同。由Cecile Gstalder和Dana-Farber癌症研究所的副成员Rizwan Haq领导的研究小组对一名黑色素瘤患者的肿瘤进行了鉴定,发现具有耐药性的肿瘤的抑癌基因FBXW7发生了功能缺失突变,而对药物敏感的肿瘤则没有。在小鼠模型中,该基因的失活导致抗pd -1治疗的耐药性,并且该基因的丢失损害了对病毒作出反应的信号通路。该研究发表在《癌症发现》杂志上,该研究表明,这些通路的治疗性激活可能会帮助一些患者。 肝脏代谢研究 NADH和NAD+是重要的氧化还原辅助因子,在肝脏代谢中起重要作用。然而,对于NADH/NAD+比值在代谢生理学中的作用,人们的认识还很有限。Broad Metabolism Program的Russell Goodman、研究所成员Vamsi Mootha及其同事使用一种名为LbNOX的细菌遗传工具结合代谢组学来描述降低小鼠NADH/NAD+比值的生化效应。作者认为循环α-hydroxybutyrate水平是一个健壮的生物标志物的肝细胞NADH / NAD +比率升高,反过来影响的人类共同GCKR遗传变异,基因与脂肪肝和糖尿病有关。阅读《自然》杂志。 常见疾病多基因风险预测新方法 在《美国人类遗传学杂志》上,Sung Chun、Maxim Imakaev、MPG副成员Shamil Sunyaev、Nathan Stitziel(华盛顿大学)及其同事提出了一种新的多基因风险预测方法,称为非参数收缩(non- parameter, NPS),该方法不需要为预测的每种疾病明确建模任何潜在的遗传结构。研究人员在一个模拟的基因结构下评估了这种新方法的性能,该结构在整个基因组中包含500万个密集的单核苷酸多态性。他们还在四个疾病领域使用真实数据测试了该方法:乳腺癌、2型糖尿病、炎症性肠病和冠心病。NPS改善了对这四种疾病高危人群的识别,所有这些人群都有早期干预或预防治疗。 多种疾病诊断 研究所成员瑞秋·科尼维尔和他们的同事开发了一种工具,利用遗传风险评分来计算多种疾病发生的可能性。该团队测试了基因概率工具(G-PROB)对炎症性关节炎疾病的测试,包括类风湿性关节炎、痛风和其他疾病。他们发现,对于所有的病人,基因可以用来排除至少一种疾病。在45%的患者中,一个可能的诊断被确定为有64%的阳性预测值。这实际上是有用的,因为在35%的病例中,临床医生最初的诊断是错误的。了解更多科学转化医学。 地中海东部的基因组历史 MPG高级副领导的研究小组成员David Reich Liran卡梅尔(在耶路撒冷希伯来大学)和他的同事们收集93人的全基因组数据集古DNA研究基因组的南面的历史,这一地区现在公认为以色列、约旦、黎巴嫩、巴勒斯坦权力机构,和叙利亚西南部约会从青铜时代到铁器时代。他们确定这些人来自两个主要来源,随着时间的推移,非本地的贡献也在增加。他们还发现,与黎凡特相关的现代种群的基因组与青铜时代黎凡特种群有关,还有其他不清楚的祖先来源。请阅读《细胞》、《细胞出版社》和《维也纳大学》的新闻稿,以及《国家地理》的报道。