另外,还有一些病毒携带一种能够生产逆转录酶的基因代码,这种酶可以让病毒将RNA的信息传递到生命体活细胞的DNA中。一些病毒甚至将自己的遗传代码“缝”进宿主的代码中,这样每当宿主分裂出新的细胞时,也会得到病毒基因的副本。埃博拉病毒、马尔堡病毒和艾滋病病毒都损害了人体的免疫系统。逆转录酶病毒是一种RNA病毒,它们能够将遗传代码插入到被感染的细胞的基因组中,从而永久地改变细胞的DNA,使其永远能够生产病毒蛋白质。
然而,有一种名为HK2的逆转录病毒却是个例外,全球只有5-10%的人群携带这种病毒。在实验中,他们使用基因“魔剪”——CRISPR-Cas9——将HK2病毒插入原本不含这种病毒的人体细胞的DNA中,精确地说,是插入到RASGRF2基因上与包含HK2病毒的DNA相同的位置。自从发现HIV病毒和人类T淋巴细胞白血病病毒(HTLV)以来,这是第三次发现一种人类反转录病毒与人体中的一种有害影响密切相关——这次研究人员发现的有害影响便是复杂的成瘾行为。
除了你死我活(宿主消灭病毒)和两败俱伤(病毒杀死全部宿主后消亡),还有许多病毒以战俘的形式和宿主共存。在“中心法则”中,''''''''DNA→RNA”被称为“转录”,因此“RNA→DNA”被称为逆转录,能进行逆转录,走进基因组的病毒就被称为逆转录病毒。在人类基因组中,达成了全部三个条件的病毒战俘被称为人内源性逆转录病毒(HERV)。另一些战俘因为自己原为病毒,对病毒更为了解,于是帮助基因组对抗新入侵的病毒。
人体内的远古病毒HERV,扮演全新角色人体内的远古病毒HERV,扮演全新角色。8%的基因组是由数以千计侵袭人类祖先的HERV内源性逆转录病毒构成,留下5.5亿年病毒入侵脊椎动物的进化史。在我们的基因组中,老病毒扮演新角色。今年夏天,研究人员发现,一些病毒的基因序列拥有APOBEC3——一种导致HERV-K病毒产生变异的酶——的特征。逆转录病毒和普通的病毒不同,它们能插入受病毒感染的生物体的基因,永远留在宿主体内。
科学网—逆转录病毒与人类进化。胚胎干细胞(简称 ES细胞)是由胚泡(blastocyst) 在植入4-5天后形成的内细胞团衍生,是“多能”的:它们可以分化成人体的各种细胞类型。如果这些蛋白质(只有四种)在一个已分化的细胞中产生,该细胞会转变成胚胎干细胞:一种经诱导产生的多能胚胎干细胞(简称iPSC)。当HERV-H RNA的水平在ES细胞中减少(通过RNA干扰)时,细胞的形态会发生变化, 它们成为成纤维细胞样,这是细胞发生分化的标志。
反转录病毒的DNA插入宿主细胞染色体时,在5’LTR的U3左端和3’端LTR的U5右端各丢失2 bp,而在宿主染色体插入位点上生成4~6 bp的重复序列。反转录病毒的最基本特征是在生命过程活动中,有一个从RNA到DNA的逆转录过程,即病毒在逆转录酶的作用下,以病毒RNA为模板,合成互补的负链DNA后,形成RNA-DNA中间体。LTR序列比较分析的结果表明,同种病毒株的LTR核苷酸序列相同或相似,不同种病毒的LTR序列可以各不相同。
简述FISH技术的基本原理及其在医学生物学研究中的应用。简述RNA SEQUENCING在单基因病研究和诊断中的意义和应用。简述药物基因组学及其原理,举例说明其临床应用和进展。简述DNA多态性的种类及其在医学遗传学中的应用。列举基因治疗的几类载体及其特点。简述致癌基因,抑癌基因及其突变方式,举例说明抑癌基因。组学是什么,它与暴露组学和表型组学有什么关系。
人类DNA中的非人类片段。除了寻找这些新的片段之外,这项研究还证实了其他科学家最近几年在人类基因组中发现的17个其他病毒片段。本文资深作者、塔夫大学医学院病毒学家John Coffin博士指出:“它看起来好像能够制造传染性病毒,如果是真的,这将是激动人心的,因为它将允许我们研究很久以前发生的病毒疫情。这项研究,对于我们理解逆转录病毒和人类如何在相对近的时间内一起进化,提供了重要的信息。”
直接检测着丝粒DNA序列的PCR技术问世了!通过比较未患唐氏综合征的个体和患者之间着丝粒序列差异,研究人员发现21号染色体的不稳定性与着丝粒和近着丝粒区(pericentromeres)的DNA序列有很大关系。这篇新论文中包括了全部24种不同人类染色体中23种染色体的着丝粒(包括X染色体和Y染色体),只有19号染色体目前还无法使用这种PCR检测法进行研究,研究人员还没有找到属于19号染色体的独特序列。
其中CRISPR-Cas RGN是一种组成较简单的CRISPR-Cas系统,简单易用且特异性高。目前已经发现有三种类型的CRISPR-Cas系统,其中其中第二型的组成较为简单,以Cas9蛋白以及向导RNA(guidance RNA)为核心,即CRISPR-Cas RNA引导核酸酶(CRISPR-Cas RNA-guided nuclease,CRISPR-Cas RGN)。由于CRISPR-Cas RGN的指导RNA片段与目标DNA只依赖于20个核苷酸进行匹配,因而他们推测这段RNA有可能也会与目标外的其他片段发生结合。
我们所知的基因概念即将终结:基因并不能决定一切。然而,遗传模式并不取决于单个基因。基因远不是一心一意的执行者,而通常是在DNA序列中,以十几个或更多的“调节”序列(被更广泛的细胞信号及其动力学所用)作为侧翼,来控制基因转录。这就解释了为什么人类的基因数量只比苍蝇或老鼠多一些(大约只有2万),而胡萝卜的基因数量就有45000!大部分基因用来产生大量的不同因子(RNA),通过调节网络来调节其他基因的使用。
骚操作:科学家近亲交配狗狗治疗人类铜中毒。为了人体更有效使用铜元素,首先铜元素要进入血流,当铜元素进入肠细胞,在肠细胞中一种叫做ATP7A的蛋白质作为铜元素“运输机”,抽取该蛋白质进入血液。但是ATP7A突变导致铜在类似肠上皮细胞的细胞中累积,因此,研究人员认为这两种蛋白质突变的拉布拉多猎犬,进入肝脏的铜元素总数量减少,避免了铜元素超载,从而减轻了疾病严重程度。
基因剪辑技术首次“删除”艾滋病毒 人类朝永久治愈艾滋病迈出重要一步。放置完毕后,一种被称为核酸酶的DNA剪切酶与一种被称为向导核糖核酸(gRNA)的RNA结合在一起瞄准病毒的基因组,并将HIV-1病毒的DNA切除。哈利利的实验室研制了含有20个核苷酸链的gRNA来瞄准HIV-1病毒的DNA,并将其与Cas9基因剪辑技术配对。尽管在过去15年里,发达国家通过高效抗逆转录病毒疗法控制感染者的HIV-1病毒,但治疗出现任何中断时,这种病毒都会复发。
人体细胞主要基因存在于细胞核的46个DNA分子中,实际上是23对DNA分子,在其中的23个DNA分子中,确切说是在男女共有的23个DNA分子和男性特有的一个DNA分子中,共有30—40亿个碱基对,其中1亿个碱基对组成人体2—10万个基因,简单算一下,每个基因平均包括1000—5000个碱基对,这些碱基对在化学反应中直接决定合成哪种蛋白质。DNA分子与周边物质发生化学反应,可以合成另一个DNA分子,基因作为DNA分子的一个片断,也参与了合成过程。
基因科学与技术广阔的应用前景。从基因的角度重新认识疾病,运用基因技术预防和治疗疾病、鉴定身份,器官再造,运用基因技术防止新生儿疾病甚至设计更加“完美”的新生儿,培育新的动植物品种……他们的研究表明:动物体内的癌基因不是来自病毒,而是由于在动物的正常细胞基因中本来就存在一个庞大的癌基因族,正常情况下这些原癌基因是不活跃的,但当受到病毒入侵或遇到物理、化学等因素作用时,就可能被激活,突变为癌基因。
为什么说癌症是由基因突变引起的?不仅如此,科学家在人类基因组中也发现了类似的原癌基因,更进一步表明人类的正常细胞自身能够通过改变这些原癌基因,使它们获得病毒癌基因的特性,驱使正常细胞发生癌变。五、后基因组时代基因突变理论与癌症治疗和预防。我们对基因突变的方式和原因的复杂性有了更深入的了解:我们知道基因突变不但能够使原癌基因变成癌基因,助癌细胞成魔,也能够造成抑癌基因丢失,卸下保护细胞的盔甲;
病毒在细胞起源前就作为自我复制的单元存在,在病毒的基础上,与膜有关的酶逐渐出现,使病毒进化成了细胞。它们不停感染细胞,把自己的DNA整合到细胞基因组中去,有的细胞被病毒折磨后就死了,有的大难不死,反而把病毒DNA所在区域缠上了致密的染色质,使其无法表达,于是留下了成了转座子。单一从病毒的原理来看:病毒自身不能复制,通过侵入宿主细胞,借助后者的复制系统,按照病毒基因的指令复制新的病毒。
最近,美国科学院院刊(PNAS)上还刊登了一项研究,美国科研人员利用CRISPR-Cas9基因编辑技术,对蚊子的基因进行改造,使其携带一种抗疟疾的基因,从而对疟原虫产生抑制,进而遏制疟疾的传播。针对坊间已经有人用精确的基因编辑技术改写了人类胚胎的DNA,美国再生医学联盟的主席Edward Lanphier联合4位学者在3月12日的Nature杂志上发表评论文章,号召研究者们暂时不要对人类生殖细胞进行基因编辑。
人类基因组简史2013-02-20 96 从最初的细胞到人类的黎明,速览跨越30亿年的演化历程 人类基因组简史。这些随线粒体的祖先一并到来的“寄生基因”疯狂复制,使数百个内含子夹杂进主基因组里。这些防御只能说是稍有成效:如今,人类基因组里大约有百分之五由已变异的、失去活性的病毒基因残余组成,以及惊人的百分之五十由转座子的遗迹组成 —— 这也是寄生DNA不时以各种方式进入我们祖先的基因组并泛滥成灾的无声的证据。
历数进入我们身体的各种“异己基因”这个比例看上去不算大,但假如你知道人类全部自身的、可表达的基因也只占全部基因组的1%,会不会觉得在人类的历史长河中被转入的基因,比自身的基因还多?任何食物都带有基因,你不可能不吃“基因”,何必关心这些基因原本是谁的?一个动植物个体本身一般有几万个基因,再人工转进去一个基因,大致地说,也就是在原有的几万个基因产生的效应之上再添加一个基因的效应而已。
CRISPR技术是什么,能编辑人类DNA和RNA?据悉,张峰及其团队发明了一种靶向作用于RNA而不是DNA的新型CRISPR系统,论文题为“C2c2 is a single-component programmable RNA-guided RNA-targeting CRISPR effector”。然而,张峰博士这次的技术突破使得CRISPR系统以RNA为靶向目标,而不再限于DNA切除免疫。RNA的翻译过程中,从DNA转录后,RNA被信使RNA(mRNA)为基础合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质。
[插图]◆ 5号染色体 环境>> 基因的多效性,它指的是多个基因的多种影响。Y染色体上的基因很容易被X染色体上出现的新基因攻击,为了应对此局面,Y染色体抛弃了身上的大多数基因,沉默了剩下的基因,从而逃跑或躲起来>> 人类的Y染色体沉默了它大部分的基因,大量非编码DNA占据了它的全身,从而不给X染色体任何可以瞄准的目标>> 的SRY基因。人类的同源基因可以用于补救果蝇体内对等的那个基因,Otx基因和Emx基因也有同样的作用。
5月:发现引起墨西哥多人死亡的流感病毒是变异的甲型流感病毒,其基因包括人类流感病毒、猪流感病毒和禽流感病毒的基因片段。7月:发现一种打开人体成纤维细胞中的干细胞基因的新方法,避免了插入额外基因或利用病毒所带来的健康风险,开辟了细胞重组的新途径。以色列技术学院研究人员将皮肤细胞重新编码后制成诱导多功能干细胞,再用这种细胞培育出可以跳动的心肌细胞,发现了用皮肤细胞制造心肌细胞的方法。
Biotechnol|能靶向冠状病毒RNA的新型CRISPR工具问世。这种筛选技术可以用于了解RNA调控的许多方面,并识别非编码RNA的功能,非编码RNA是产生的RNA分子,但不编码蛋白质。研究人员可以通过交互式网站和开源工具箱使用这项新技术,以预测定制RNA靶标的指导RNA效率,并为所有人类蛋白质编码基因提供预先设计的指导RNA。例如,研究小组的发现向导RNA的哪些区域对于识别靶RNA更为重要。
一类很少被研究的被称作指环病毒(anellovirus)的病毒可能获得最为常见的人类病毒感染的宝座;这些病毒包括数量日益增加的星状病毒(astrovirus)、细小病毒(parvovirus)、小核糖核酸病毒(picornavirus)、小双核糖核酸病毒(picobirnavirus)和其他的在健康和疾病中的作用仍然在很大程度上是未知的病毒。令人意外的是,据报道,与丙肝病毒(HCV)、寨卡病毒、登革热病毒属于同一个病毒科的一种病毒缓解HIV感染产生的后果。
http://sh.qihoo.com/pc/detail?url=http%3A%2F%2Fwww.yidianzixun.com%2Farticle%2F0Husrvr4&check=74ca426b2f5f1eb9&sign=360_79aabe15&uid=ea19b43da35dc64062d0b7a25448a7ab
(Cas9是动物体内执行这种任务的最佳酶CRISPR-Cas9是指切割动物和人类DNA的Cas酶的种类)http://tech.ifeng.com/a/20180223/44885418_0.shtml
它具有丰富的遗传多样性,20世纪末,科学家已经确认了几十种病毒株,这些病毒株又基本来自两个大的家族,一个叫A型人鼻病毒(HRV-A),另一个叫B型人鼻病毒(HRV-B),而在2006年,人们再次发现C型人鼻病毒,所有人鼻病毒的核心遗传信息都相同,但其他部分却具有很高的突变速度,其基因序列的突变有助于帮助病毒躲避人体免疫系统的截杀,即使人体的免疫系统创造出一种病毒株的抗体,而变异后的病毒依旧可以肆无忌惮地感染。
《纽约客》长文记录了强大的基因编辑工具CRISPR,并讲述了华人生物学家张锋,以及基因编辑技术的历史、科学、专利争议和伦理纷争等不为人知的故事。另一个机构Addgene成立于十年前,是一家非盈利的序列库,储存着成千上万现成的序列,包括几乎所有在CRISPR技术中用于编辑基因的向导RNA序列。然而在2013年1月,张锋和同时供职于哈佛医学院及MIT的基因教授George Church发表了第一篇研究,声称CRISPR可以用来编辑人类细胞。