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《Adv Materials：基因“剪刀”可用于诊断疾病》

  • 来源专题：生物安全知识资源中心 | 领域情报网
  • 编译者： hujm
  • 发布时间：2019-11-27

  • CRISPR / Cas技术不仅可以改变基因：根据弗莱堡大学的一项研究，通过使用所谓的基因剪刀，可以更好地诊断癌症等疾病。

    在这项研究中，研究人员介绍了一种微流控芯片，该芯片可识别RNA的小片段，从而比目前可用的技术更快，更准确地指示特定类型的癌症。该结果最近发表在科学杂志“ Advanced Materials”上。

    他们对从四个被诊断出患有脑肿瘤的孩子的血液样本中测试了CRISPR生物传感器的性能。文章作者，弗莱堡微系统工程师Can Dincer博士解释说：“我们的电化学生物传感器的灵敏度比其他使用CRISPR / Cas进行RNA分析的应用高五到十倍。”

    microRNA（miRNA）的是由基因组中编码产生的RNA分子，但与其它RNA不同，microRNA不会翻译成蛋白质。在某些疾病，例如癌症或神经退行性疾病（阿尔茨海默氏病）中，血液中的特定miRNA水平升高。临床上目前已经在使用miRNA作为某些类型癌症的生物标记，但需要检测大量这样的信号分子才能进行适当的诊断。研究人员现在正在研究一种生物传感器，可以同时识别多达八个不同的RNA标记。

    CRISPR生物传感器的工作原理如下：将一滴血清与反应溶液混合，然后滴到传感器上。如果它包含靶RNA，则该分子与溶液中的蛋白质复合物结合并激活基因剪刀-类似于打开门锁的钥匙的方式。如此激活后，CRISPR蛋白切断或切割与信号分子连接的报告RNA，从而产生电流。切割导致电流信号的减少，该电流信号可以电化学方式测量并指示样品中是否存在所寻求的miRNA。 Dincer解释说：“我们的系统的特殊之处在于它无需复制miRNA就可以工作，因为在这种情况下，将需要专用的设备和化学药品。这使我们的系统成本低廉，并且比其他技术或方法要快得多。”

  • 原文来源：http://news.bioon.com/article/6747153.html;https://www.sciencedaily.com/releases/2019/11/191125120956.htm;https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201905311
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  • 《基因剪刀市场化之路还很长》
    • 来源专题：生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者：huangcui
    • 发布时间：2018-01-05
    • 美国某著名咨询公司预测的基因剪刀市场份额尽管可观，但由于涉及安全、准确和效果，可变性和不确定性很大。 2017 年十大科学突破中，“精准定位的基因编辑”榜上有名。对此，美国某著名咨询公司近日发布报告称，全球基因组编辑（包括 CRISPR、TALEN 和 ZFN）的市场规模将从 2017 年的 31.9 亿美元增长到 2022 年的 62.8 亿美元，复合年均增长率为 14.5%。 基因（组）编辑技术就是俗称的基因剪刀，美国咨询公司对基因剪刀市场蛋糕的预测是否准确，有待未来的市场来检验。但是，从理论上分析和预测，需要首先看到这三种基因剪刀的市场准入门槛，其中包括公众的接受程度，以及专业和行政机构是否批准。 基因剪刀主要的市场应用包括细胞系改造、遗传工程、诊断和治疗疾病等。目前细胞系改造占最大份额，基因编辑干细胞疗法的研究认知度高。 就公众和市场的接纳度而言，基因剪刀门槛最低也最容易进入的领域是农作物改良，并且也容易获得批准。即便基因剪刀不准确，可能造成不良后果，但由于是对作物的改进，而非针对人，因此不会造成对人的直接伤害和太多的灾难。 尽管针对疾病防治的基因剪刀市场份额非常之大，但是市场进入的门槛特别高。原因主要是，基因剪刀要确保技术的安全性，并且需要卫生管理部门的伦理审查和批准。作为基因剪刀之一的 CRISPR 尽管效率高，但精准度受到怀疑，因此对基因剪刀的应用也遭到一些生物医学专家的质疑和反对。 2017 年 9 月，俄勒冈州健康和科学大学的米塔利波夫团队发表了一项利用 CRISPR-Cas9 基因剪刀剪除胚胎中引发肥厚型心肌病（HCM）的 MYBPC3 的基因突变的研究结果，称试验组中的 58 个受试胚胎中，有 42 个胚胎没有携带肥厚型心肌病致病基因突变，占比 74.2%。如果不进行基因编辑处理，在 50% 精子正常的情况下，受精卵正常的概率是 50%。也即，通过基因编辑把产生完全正常的胚胎的比例从 50% 提高到了 74.2%，因而可能从胚胎起就消除肥厚型心肌病的病因。 但是，美国哈佛大学的邱奇等人表示，米塔利波夫团队只表明突变不存在了，这可能是因为删除 DNA 而不是修复 DNA 造成的。甚至是，最开始胚胎可能就没有缺陷 MYBPC3 基因的存在。 这说明，基因剪刀的有效性和安全性还在进一步的探索之中，在进入市场之前，将受到严格的审批。 此外，基因剪刀的市场也取决于各种基因剪刀的竞争，实质就是效果和安全的竞争。ZFN、TALEN 是同一类基因剪刀，它们通过外源蛋白质，进入细胞后找到 DNA 序列，进行定位的剪辑，ZFN 技术中的蛋白叫锌指核酸酶，由于三维结构像人的手指，中间有锌离子而得名；TALEN 技术中的蛋白叫转录激活样效应因子核酸酶。但 CRISPR 基因剪刀是由“向导 RNA”来识别特异性 DNA 序列（定位），切割 DNA 的工作也由蛋白质完成。 这三种基因剪刀各有千秋，但在准确性、安全性和效益上的竞争是决定它们占有市场份额多少的另一个重要因素。因此，预测的基因剪刀市场份额尽管可观，但由于涉及安全、准确和效果，可变性和不确定性很大。
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  • 《Science子刊：嵌合病毒可用于疫苗制造和疾病诊断》
    • 来源专题：生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者：hujm
    • 发布时间：2019-12-27
    • 诸如登革热病毒、黄热病病毒、寨卡病毒、西尼罗河病毒和日本脑炎病毒之类的黄病毒对全球健康构成沉重负担。黄病毒可通过蚊子等昆虫传播，可引起人类出血热，并导致全世界的发病率和死亡率。科学家们正在寻求开发新的疫苗，以便解决与当前的减毒活疫苗相关的安全和生产问题。 在一项新的研究中，来自澳大利亚昆士兰大学等研究机构的研究人员描述了一种新的昆虫特异性黄病毒：Binjari病毒（Binjari virus），并且发现Binjari病毒在它的结构蛋白基因（prME）与前面提及的感染脊椎动物的致病性黄病毒的结构蛋白基因（VIF）的交换上具有显著的耐受性。为此，他们构建出一种嵌合病毒：BinJ/VIF-prME病毒。相关研究结果近期发表在Science Translational Medicine期刊上，论文标题为“A recombinant platform for flavivirus vaccines and diagnostics using chimeras of a new insect-specific virus”。 BinJ/VIF-prME病毒不能在脊椎动物细胞中复制，但可在蚊子细胞中可以高效复制。低温电子显微镜和单克隆抗体结合研究表明BinJ/VIF-prME病毒颗粒在结构和免疫学上与它们的亲本VIF相似。在C6/36细胞中进行的试生产表明病毒产量高达109.5细胞感染量/ml，即大约等于7mg/liter。 BinJ/VIF-prME病毒在诊断（对人类和马血清进行的微球免疫测定和ELISA）和疫苗应用（在IFNAR敲除小鼠模型中免受寨卡病毒攻击）方面显示出实用性。 它们可用于高效地产生疫苗或用于诊断的抗原，克服其他方法面临的安全性问题和制造障碍。因此，它们可能促进并加快急需的黄病毒诊断方法和干预措施的开发。 由此可见，BinJ/VIF-prME病毒代表了一种通用的、非传染性的（对于脊椎动物细胞而言）、高产量的技术，可用于构建具有较低生物污染的嵌合黄病毒颗粒。
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