基因编辑领域井喷期到来？院士领衔，18位科研学者有话说！
本文由医麦客转载（来源：bio360）
撰文丨bio360
责编丨刀刀
2016年各生命科学媒体的年终盘点中，基因编辑可谓是拔得头筹。
除了一度“网红”的NgAgo和韩春雨，中科院、北大清华、上海交大、中国农业、华中农业、华南农业等学术殿堂均贡献出了里程碑性的成果，以下18位科研学者中竟有10位发表过CNS！
2017年，中国基因编辑领域会否引来“井喷期”式的发展？又会在哪些交叉领域完成科学使命？能否像基因检测一样，完成从科研行业到技术产业的华丽转身？且听中国基因编辑领域的一线科研工作者们，怎么说！
大会支持媒体：
为生物医药发声的专业媒体人
嘉宾摘要抢先看
（注：排名不分先后）
1.仇子龙
中国科学院上海神经科学研究所
会议报告摘要：自闭症的非人灵长类模型
自闭症是一种与遗传因素密切相关的严重精神疾病，其神经生物学机理未明。我们主要从事自闭症的神经生物学研究，包括对自闭症相关蛋白 MeCP2 调控基因表达及神经发育的分子细胞机理进行了系统性的研究，和构建了基因工程的自闭症非人灵长类动物模型，为自闭症的神经机理与转化研究提供重要动物模型与研究平台。结合在体基因编辑的方法，我们积极探索是否可以在小鼠与灵长类大脑中通过基因编辑的方法来对自闭症相关基因进行敲除而进一步建立自闭症的大动物模型。这些工作在非人灵长类模型中探索神经机理与临床干预手段，期待为自闭症的神经生物学研究与实现有效临床治疗与干预打下坚实基础。
2.陈其军
中国农业大学
会议报告摘要：高通量和高特异性植物基因组编辑和碱基编辑工具箱
介绍我们实验室开发的植物基因组编辑和碱基编辑工具箱，介绍基因编辑技术在植物中存在的问题（包括特异性及规模化应用问题），并结合我们近期取得的研究结果讨论解决方案。
3.范勇
广州医科大学附属第三医院
会议报告摘要：基因编辑在人类胚胎水平遗传病治疗的应用
目前已经发现的单基因遗传疾病有 7000 多种，其中已经明确致病基因的有 4000 多种。虽然单基因遗传病的单个病种发病率较低，但由于其种类繁多，所以在出生活婴中的总体发病率和人群中的总体患病率并不低，并且大部分单基因病具有致死性、致残性或致畸性，大部分至今尚无有效的治疗手段。 耳聋是发病率最高的遗传异质性疾病之一。遗传性耳聋的发病率约为 0.5‰-1.5‰ 。聋人群体中同证婚配即“聋 - 聋”婚配最为常见。虽然耳聋出生干预措施可预防不同基因型耳聋夫妇后代患病，但对于我国为数众多的同基因型夫妇（约占 22%）而言，其后代耳聋风险仍为 100%。如何治愈并防止耳聋基因遗传给后代，实现这部分夫妇孕育健康后代的梦想，这需要在胚胎细胞水平进行基因治疗。
2015 年 4 月，中山大学黄军就博士报道利用 IVF 废弃的 3PN 胚胎研究 CRISPR/Cas9 在人类早期胚胎中对地中海贫血突变位点的基因编辑，研究结果显示 CRISPR/Cas9 系统可以在 3PN 胚胎中编辑突变位点，但存在脱靶效应、胚胎嵌合性和同源重组效率低等问题。我们研究组从 2014 年 4 月至 9 月，从 87 名志愿者那里收集了 213 枚 3PN 胚胎。利用 CRISPR/Cas9 技术，对这些 3PN 胚胎中的 CCR5 基因进行编辑，在 26 个编辑胚胎中有 4 个被成功编辑。我们的研究结果从概念上证明了基因编辑技术对于 HIV 免疫的可能性，同时也显示了编辑胚胎存在嵌合性，精确编辑效率低等问题，但我们没有发现脱靶现象。以上研究结果证明了 CRISPR/Cas9 技术在早期人类胚胎的精准基因编辑应用的可行性，从而为未来遗传性疾病的治疗提供了可能。
由于现阶段 CRISPR/Cas9 技术对人类胚胎基因编辑安全性和有效性有待于进一步提高，我们应该遵守 2015 年 12 月华盛顿人类基因编辑国际峰会达成的共识和国际干细胞研究学会（ISSCR）对干细胞领域的研究指南研究指南建议，所有涉及对人类胚胎进行人为操纵的研究，都应接受特殊的“胚胎研究监督”程序，在体外培养人类胚胎不超过 14 天的惯例。在实验室中对人类精子、卵子或胚胎进行基因编辑，现阶段不应将其应用于临床。
4.高绍荣
同济大学生命科学与技术学院
会议报告摘要：Generation of animal models for studying human reproduction failure
The zona pellucida (ZP) plays critical roles in preventing polyspermy fertilization and preimplantation embryo development in mammals. In the present study, we identified a cumulative effect of an inherited trait, where a very thin or completely absent zona pellucida led to infertility. We identified two novel heterozygous mutations in ZP2 and ZP3 that might be responsible for this ZP deformity. To further validate this finding, mutant mice were produced using the CRISPR-Cas9 gene editing approach. Oocytes collected from the female mice with either of the single heterozygous mutations showed approximately half of the normal thickness of the zona pellucida of a wide-type oocyte, while oocytes with both of the heterozygous mutations showed a much thinner or even absent ZP that could not avoid polyspermy after in vitro fertilization. Therefore, our mouse model can precisely recapitulate the infertility phenotype observed in the human patient. Moreover, the expression of fluorescence labeled mutant ZP2 or ZP3 proteins in oocytes confirmed that the precursor protein produced from either the mutated ZP2 or ZP3 could not anchor to the oocyte membrane, which ultimately causes the very thin zona pellucida or completely absence of ZP.
5.李劲松
中科院生物化学与细胞生物学研究所
会议报告摘要：生殖干细胞介导的基因编辑
哺乳动物生殖干细胞和 CRISPR-Cas9 技术的建立为生命科学研究提供了新的工具。已有的生殖干细胞有两类，一是能代替精子使用的孤雄单倍体胚胎干细胞，二是精原干细胞。CRISPR-Cas9 技术由于其简单高效的特点很快在生命科学研究中得到了广泛的应用。2012 年，我们建立了只携带精子来源遗传物质的小鼠孤雄单倍体胚胎干细胞，并证明这一细胞能代替精子在注入卵母细胞后能支持胚胎发育产生健康的半克隆小鼠，即半克隆技术。然而，单倍体细胞的“受精”能力随着细胞的传代逐渐丢失，特别是经过基因编辑后，这些细胞再注入卵子中很难获得健康半克隆小鼠。
最近，我们通过将调控雄性印记基因 H19 和 Gtl2 表达的 H19-DMR 和 IG-DMR 敲除后获得了能稳定产生半克隆小鼠的“人造精子”。与 CRISPR-Cas9 技术结合，“人造精子”介导的半克隆技术可以实现：（1）一步获得携带多基因突变的杂合小鼠模型，用于模拟人类多基因介导的复杂疾病；（2）一步获得多基因同时敲入的小鼠模型；（3）一步获得针对不同基因的突变小鼠，实现小鼠个体水平的遗传筛选，便于从大量候选基因中快速筛选出重要基因进行深入研究。
精原干细胞已经在小鼠等物种中建系，并能在体外长期稳定传代并具有产生配子的能力。与 CRISPR-Cas9 技术结合，精原干细胞可以用于：（1）治疗雄性遗传疾病，使得后代完全不携带遗传缺陷；（2）开展减数分裂与精子发生的研究。综上，生殖干细胞与 CRISPR-Cas9 技术的结合将极大促进生命科学的研究。
6.吴 强
上海交通大学
会议报告摘要：CRISPR 基因组 DNA 片段编辑
源于细菌和古菌的Ⅱ型成簇常间隔短回文重复系统 (CRISPR/Cas9）近年被改造成为基因组定点编辑的新技术。由于它具有设计简单、操作方便、费用低廉等巨大优势，给遗传操作这一领域带来了一场革命性的改变。我将重点介绍 CRISPR/Cas9 系统在 DNA 片段编辑方面的研究和应用，主要包括 DNA 片段的删除、反转、重复、插入和易位。DNA 片段编辑方法为研究基因功能、调控元件、组织发育和疾病发生发展以及染色质架构和结构变异提供了有力手段，我将汇报我们在基因组 DNA 片段编辑的研究进展。
7.谢安勇
浙江大学转化医学研究院及浙江大学医学院附属邵逸夫医院
会议报告摘要：CRISPR 基因编辑技术的 DNA 双链断裂修复调节
CRISPR 基因编辑技术是通过 DNA 双链断裂（DNA double strand break；DSB）修复原理来实现的，其中主要的两条修复途径是同源重组（homologous recombination；HR）和非同源末端连接（non-homologous end joining；NHEJ）。但是，对 DSB 修复调控的现有理解是否完全适用于 CRISPR 基因编辑技术并不清楚。特别是，CRISPR 核酸酶产生的末端及其产生末端的过程有其独特性，而且切割 DNA 后，CRISPR 核酸酶可以在 DNA 上滞留几个小时。我们于是利用开发的 HR 和 NHEJ 报告系统，结合遗传学和细胞生物学技术，研究这些独特性是否影响到 DSB 修复调节。我们发现，区别于 3’- 外伸端，CRISPR 核酸酶制造的平末端和带 5’- 外伸端的 DNA 末端需要损伤应答中心激酶 ATM（ataxia telangiectasia mutated）来调控 HR 介导的 DSB 修复。此外，DSB 损伤早期应答因子组蛋白 H2AX 是 ATM 的一个底物；它的缺失或它的磷酸化缺陷尽管不影响带 3’- 外伸端末端的 NHEJ 效率，然而却大大降低了 CRISPR 核酸酶 Cas9 诱导的突变型 NHEJ 水平。换句话说，CRISPR 诱导的突变型 NHEJ 介导的高效基因敲除需要 H2AX 及其磷酸化。这些发现提示 CRISPR 基因编辑技术的 DSB 修复有其独特的调控机制，进一步的研究不仅会推动对 DSB 修复机制的全面了解，也将为改良 CRISPR 基因编辑技术提供新机会和新策略。
8.赵庆顺
南京大学
会议报告摘要：结构向导的核酸内切酶：一种新的基因组编辑工具
基因组编辑是新近发展起来的遗传工程方法，通过使用工程核酸内切酶或称“分子剪刀”在有机体的基因组中插入、删除或者替换 DNA。2008 年，利用锌指核酸酶（ZFN）技术成功实现了针对斑马鱼基因组的靶向突变，2011 年 ZFN 技术被相对方便易行的转录激活样效应因子核酸酶（TALEN）技术所替代，而 2013 年出现的 CRISPR 技术因为其更为简单和高效、且没有物种限制而迅速风靡全球。但已有的这些基因组编辑技术都是基于通过对 DNA 序列的特异识别来定位目标基因。在新近发表的研究中，我们初步研发了一个基于 DNA 结构识别的新型基因组编辑技术即 SGN 技术。SGN 由识别 3’ 襟翼结构的襟翼核酸内切酶（FEN-1）和核酸内切酶 FokI 的 DNA 切割结构域（Fn1）融合形成。FEN- 1 负责识别由向导寡脱氧核苷酸（gDNA）与目标基因序列之间形成的 3’ 襟翼结构，Fn1 负责 DNA 链的切割。体外实验结果表明，SGN 不仅可以切割单链 DNA，也可以切割双链 DNA。以斑马鱼胚胎为实验对象的研究表明，在一对 gDNA 的引导下，SGN 可以切割斑马鱼基因组中的内源性基因，实现基因组编辑。
2大会日程 (最终日程以大会当日为准)
| 基因编辑学术研讨会 - 日程 2017 年 3 月 24-25 上海 | ||
| 嘉宾 | 嘉宾单位 | 演讲题目 |
| 3 月 24 上午 | ||
| 朱健康 | 中国科学院上海生命科学研究院 | 种系特异性 CRISPR-Cas9 系统的发展提高了拟南芥中可遗传基因修饰的产生 |
| 高绍荣 | 同济大学生命科学与技术学院 | Generation of animal models for studying human reproduction failure |
| 仇子龙 | 中科院上海生命科学研究院 | 自闭症的非人灵长类模型 |
| 赵庆顺 | 南京大学模式动物研究所 | 结构向导的核酸内切酶：一种新的基因组编辑工具 |
| 3 月 24 下午 | ||
| 吴强 | 上海交通大学 | CRISPR 基因组 DNA 片段编辑 |
| 高冠军 | 清华大学生命科学学院 | 用 CRISPR 解析重要 lncRNA 功能 |
| 魏文胜 | 北京大学生命科学学院 | 高通量基因组编辑技术（暂定） |
| 王晗 | 苏州大学 | 基因编辑与斑马鱼动物模型（暂定） |
| 范勇 | 广州医科大学附属第三医院 | 基因编辑在人类胚胎水平遗传病治疗的应用 |
| 3 月 25 上午 | ||
| 周德敏 | 北京大学天然药物及仿生药物国家重点实验室 | CRISPRi 操纵的遗传密码扩展重新分配细菌中的三联体密码子 |
| 黄志伟 | 哈尔滨工业大学 | 细菌基因编辑的分子机制研究 |
| 李劲松 | 中科院生物化学与细胞生物学研究所 | 生殖干细胞介导的基因编辑 |
| 谢安勇 | 浙江大学转化医学研究院及附属邵逸夫医院 | CRISPR 基因编辑技术的 DNA 双链断裂修复调节 |
| 刘玉 | 四川大学华西医院血液科 / 生物治疗国家重点实验室 | CRISPR/Cas9 技术研究肿瘤候选驱动基因体内建模及机制研究 |
| 3 月 25 下午 | ||
| 刘东 | 南通大学 | 基于 NgAgo 的基因表达下调 |
| 刘耀光 | 华南农业大学生命科学学院遗传工程研究室 | 高效的 CRISPR/Cas9 植物基因多靶点编辑系统及其在基因功能和遗传改良的应用 |
| 金双侠 | 华中农业大学 | CRISPR-Cas 9 系统在棉花功能基因组研究中的应用 |
| 陈其军 | 中国农业大学 | 高通量和高特异性植物基因组编辑和碱基编辑工具箱 |
3其他信息
时间：3月24日-25日
地点：上海
会场：上海西华酒店
大会联系人：张依寒
Email：yihan.zhang@bio360.net
Mt：185 1218 9851
—【THE END】—
声明：本文仅代表作者个人观点，与医麦客无关。本平台文首处注明来源的文章均转载于其他媒体平台，转载仅供观点分享，版权归属于原作者所有。转载的文章其原创性以及文中陈述文字和内容未经本微信平台证实，对其中全部或者部分内容、文字的真实性、完整性、及时性本平台不作任何保证或承诺，请读者仅作参考，并自行核实相关内容。如有侵权请联系小编撤稿。 |