改变一个基因,传播到整个种群

<正>只需改变一个基因,修改过程就不停地持续下去,直到所有的类似的基因都被修改。这种过程如同连锁反应一样,被修改的基因会一代又一代地传下去,直到散布到整个种群。这不是天方夜谭,也不是科幻大片,而是利用一种最新的基因技术来实现的。这种技术叫做CRISPR/Cas9系统,是目前基因工程学中最为耀眼的新技术,其研发者已经获得了2015年生命科学突破奖。CRISPR/Cas9系统最初是从某些细菌身上发现的,它是细菌用来对付入侵病毒的。后来研究人员发现,这种系统可以用来修改某些     

CRISPR/Cas基因编辑技术及应用

CRISPR/Cas系统是古菌、细菌等在长期进化过程中形成的获得性免疫系统。以Cas9蛋白为核心的Ⅱ型系统经改造后成本低、历时短、操作简单,在植物、动物领域都取得了许多成果。本综述介绍了CRISPR/Cas的产生、作用机制、应用前景等,为CRISPR/Cas系统相关研究提供参考。     

CRISPR-Cas系统PAM依赖的新间隔序列获取的结构及分子机制

<正>原核生物的基因组中成簇有规律的间隔短回文重复序列(CRISPR)及其辅助蛋白(Cas蛋白)一同构成CRISPR-Cas系统,保护细菌和古菌等原核生物免受外界噬菌体和质粒的侵染。CRISPR阵列由长度序列完全相同的repeat序列和长度相近序列可变的spacer序列交替排列,其中spacer序列来自于     

肺炎支原体探秘

<正>肺炎支原体:微小但强大的肺部敌人今年,有一位“小敌人”困扰着广大父母,名叫“肺炎支原体”,虽然肺炎支原体属于较小的病原微生物,但却是引发儿童肺炎和其他呼吸问题的元凶之一。让我们一起探秘肺炎支原体的世界,以帮助家长更好地理解和应对与之相关的健康挑战。肺炎支原体的身份肺炎支原体(mycoplasma pneumoniae,MP)是一种特殊的微生物,是细菌界特殊的一类——无细胞壁、高度多形性的革兰氏阴性微生物,     

细菌先天免疫—DNA限制系统的研究进展

为抵御入侵的外源DNA,细菌进化出先天免疫机制和适应性免疫机制,前者主要由DNA限制修饰系统介导,后者由CRISPR系统介导。通常,细菌DNA限制修饰系统(I～III型)识别和降解未经修饰的DNA,同时通过甲基化修饰的方式保护其自身DNA免受降解。细菌中还存在一类IV型限制修饰系统,它仅由限制性核酸酶组成,可识别和降解外源经甲基化修饰的DNA。近年来,人们在细菌中发现一种新的DNA修饰模式——磷硫酰化,并表明IV型限制修饰系统可识别和降解经磷硫酰化修饰的DNA。在简要介绍细菌限制修饰系统的基础上,本文将重点阐述IV型限制修饰系统的特点和作用机制,结合笔者自身的研究提出开展IV型限制修饰系统研究的建议,为今后探索细菌先天免疫机制提供参考。     

科学家观察到酶是如何“编辑”DNA的

<正>一个国际研究小组在了解酶如何"编辑"基因方面取得了重要进展:观察到了一类被称为CRISPR的酶绑定并改变DNA(脱氧核糖核酸)结构的过程。科学家们此次通过改造显微镜,看清了Cas9破拆单个DNA的全过程。一个国际研究小组在了解酶如何"编辑"基因方面取得了重要进展:观察到了一类被称为CRISPR的酶绑定并改变DNA(脱氧核糖核酸)结构的过程。这项发现有望为纠正人类的遗传疾病铺平道路。CRISPR意即"成簇的规律间隔的短回文重复",在上世纪80年代才首次为人们所认知。到目前为止,已发现40%已测序细菌和     

CRISPR/Cas9技术前沿进展

CRISPR/Cas9技术不是第一种人类可以靶向编辑基因的技术,但是它却给基因编辑领域带来了一场革命。在此之前,生命科学家几乎不敢想象可以如此简单、低成本地在生物在体进行基因编辑。目前,从CRISPR技术的生物作用机制到其在体基因编辑的开发和应用,乃至精准医疗,都是生命科学领域的热点工作。我们在这篇文章中将对最前沿的CRISPR技术研究进展进行综述,并对其前景进行展望。     

让病菌“四面受敌”

致命细菌是我们的敌人,我们有什么办法对付它们呢?不论在自然界还是在人体内,都生存着大量的细菌,其中大多是无害的,有些甚至是有益的,但也有少数是致病的。对于致病的细菌来说,我们当然想置之死地而后快。最常见的办法是高温消毒,蒸死和煮死它们。不过,在很多情况下,这种办法显然不适     

干掉耐药细菌

<正>目前,抗生素是我们对付体内致病细菌的有效武器,但狡猾的细菌不断变异,逐渐对大部分抗生素具有了耐药性。所以,研究人员正在研究新的方法来抵抗耐药细菌。招安病毒研发状态:人体临床试验阶段细菌有天然的敌人,那就是被称为噬菌体的病毒。它们感染细菌后,会在细菌体内复制自己,破坏细菌的细胞结构,最终使得细菌死亡。之后,繁殖出的大量噬菌体便会冲破死亡细菌,再去感染其他的     

基于核心专利保护范围看我国CRISPR/Cas9技术专利风险

CRISPR/Cas9技术已成为基因编辑技术的代名词,在我国也得到了广泛的研究和应用。如何防范专利侵权风险也成为研发者关注的问题。本文从Doudna团队CRISPR/Cas9核心专利的保护范围出发,分析了我国的CRISPR/Cas9技术的专利侵权风险,并对我国CRISPR/Cas9的技术发展和专利申请提出了建议。     

植物的自卫术

自然界的植物,通常看起来总是非常冷静,不像动物那般活跃。动物一旦遇上敌人,很可能主动逃避,甚或主动出击。比如,你去捉的动物,也许会咬你一口,这是动物自卫的一种形式。而当植物的敌人来了时,它们能     

基因工程

正CRISPR-Cpf1结合crRNA的复合物晶体结构哈尔滨工业大学生命科学与技术学院黄志伟研究团队揭示了CRISPR-Cpf1识别CRISPR RNA(cr RNA)以及Cpf1剪切precr RNA成熟的分子机制,相关结果发表在《自然》杂志上。CRISPR-Cas系统是细菌编码的适应性免疫系统,该系统通过RNA引导的效应蛋白剪切病毒的DNA或者RNA从而抵抗病毒的感染。该系统之一的CRISPR-Cas9系统被用来作为可编程的基因编     

放“臭臭”的动物喜欢独居

独来独往的臭鼬臭鼬堪称世界上最臭的动物,它们长着鲜艳的皮毛,非常醒目,好像在警告敌人:离我远点,否则我就要发怒了。如果敌人不理会它的警告,那么臭鼬就会使出它的拿手绝活——竖起尾巴,转过身体,对着敌人喷射出一种恶臭的液体。敌人受不了这种"臭蛋",只好退避三舍。臭鼬虽然很有名,但是也只是弱小的动物。一般而言,弱小的动物大都喜欢群居,然而生物学家们发现,类似于臭鼬的这种能够喷射"臭蛋"的动物大都是独居的。     

火砲的故事

炮兵是现代战争中不可缺少的一个兵种。它在战斗中,以自己的强大火力,来歼灭和压制敌人的生动力量和火器,阻止敌人的反冲击和进攻,支援步兵和坦克完成战斗任务。炮兵的主要武器——火炮,并不是一开始就像现在这样精良的。它经历了漫长的道路,有过极大的变革。古代所谓炮就是一种抛石机。它是用大木头造成一个架子,上面有杠杆,用很多人拉着绳子,来抛掷石头,打击敌人(图1)。     

生物学科视角下的“冠状病毒防疫”

一般来说,对于人体而言,常见的"看不见的敌人"有细菌跟病毒两种,众所周知的感冒分为细菌性感冒及病毒性感冒两种。在历经2020年的冠状病毒疫情之后,发现了初中生物中其实早已说明了传染病流行的基本环节是传染源、传播途径及易感人群,而预防措施分为控制传染源、切断传播途径及促护易感人群等。可见初中的生物知识虽然不能完全防止这场"危机"发生,却足以让我们了解这场灾难我们应该如何的去做。     

可怕的喷火器

人类天生对火有着一种莫名的恐惧感。自古以来,人们就把火作为一种战争的武器,《三国演义》中曾有火烧新野、火烧赤壁、火烧夷陵等经典的火攻战役。火在战争中发挥了重要的作用,但火也是难以控制的,在烧伤敌人的同时,也很容易伤及自己。如果能有一种装置,它既能准确地把火焰喷向敌人,又不伤害自己,那么,火将会成为更加有效的武器。     

入党——纪念中国共产党建党九十周年

啊,是一种崇尚 明明知道是牺牲、冒险 明明知道是去堵敌人的枪眼 第一个站出来,任党挑选 “向我开炮!”立在最前线     

第三代基因编辑系统专利状况浅析

第三代基因编辑系统——CRISPR/Cas系统,以其优良的性能,在基因研究、基因改造和基因治疗等领域中的研究和应用越来越广泛,本文对CRISPR/Cas系统的中国和全球专利进行检索和统计,分析了CRISPR/Cas系统的基本状况和发展态势,并对国内申请人在现阶段可采取的策略给出了初步建议。     

新知

正美媒评出2015年十大科学发现,让我们对某些最重要的科学突破、发现和宣布进行回顾。1新的人类祖先:纳莱迪人9月,科学家宣布在南非的一处洞穴中发现了前所未知的人类祖先"纳莱迪人"。出土的化石代表了至少15个具备与小个子人类相似的身体质量和身材特征的个体。2 CRISPR基因编辑技术进步今年,科学家利用成簇的、规律间隔的短回文重复序列(CRISPR)基因编辑技术实现了若干突破。中国的研究人员报告说对一个无法存活的人类胚胎的DNA进行了改进,这是一种有争议的做法。哈佛大学的研究人员把灭绝已久的一种长毛猛犸象的基因插入了皮氏培养皿中的现代象活细胞中。3数百个新物种被发现10月,世界自然基金会宣布在东喜马拉雅地区发现     

人与细菌的关系

人体表面和人体内生活着大量微生物,包括细菌、真菌、寄生虫等。由于人体中的微生物大部分是各类细菌,所以人体微生物和细菌一般是同义指称。研究发现,仅在人的肚脐就生存着67种不同的细菌,这就构成人与细菌要么是共生共存,要么是相互抑制的多种关系。但是,人体和细菌并非只是一种双边关系,而是三边甚至多边关系,因为在人体内除了人和