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利用Cas12i和Cas12j在水稻、玉米、大豆、擬南芥和豬等農(nóng)業(yè)生物中驗(yàn)證了基因編輯的靶向剪切活性，達(dá)到產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的基本要求，為我國(guó)基因編輯產(chǎn)業(yè)化安全提供了重要保障。 一、項(xiàng)目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡(jiǎn)介 基因編輯技術(shù)的核心是底盤核酸酶（Cas9、Cas12a、Cas12b），核酸酶的原始核心專利被美國(guó)等少數(shù)國(guó)家所壟斷。這些底盤核酸酶的多個(gè)核心專利已經(jīng)在包括中國(guó)在內(nèi)的許多國(guó)家獲得授權(quán)。因此，我國(guó)農(nóng)業(yè)生物基因編輯技術(shù)在產(chǎn)業(yè)化方面有受制于人的風(fēng)險(xiǎn)，必須研發(fā)出具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核酸酶，打破國(guó)際專利壟斷。中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)國(guó)家玉米改良中心積極開展具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新型底盤核酸酶發(fā)掘。2017年以來，研發(fā)團(tuán)隊(duì)從微生物宏基因組中發(fā)掘了一系列核酸酶，申報(bào)了14項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利。其中，Cas12i（專利號(hào)ZL201980014560.3）和Cas12j（專利號(hào)ZL 201980014005.0）兩個(gè)基因編輯核酸酶已于2021年獲得中國(guó)及中國(guó)香港地區(qū)的發(fā)明專利授權(quán)，并向美國(guó)、日本、歐盟等14個(gè)國(guó)家或地區(qū)提交專利申請(qǐng)。已經(jīng)利用Cas12i和Cas12j在水稻、玉米、大豆、擬南芥和豬等農(nóng)業(yè)生物中驗(yàn)證了基因編輯的靶向剪切活性，達(dá)到產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的基本要求，為我國(guó)基因編輯產(chǎn)業(yè)化安全提供了重要保障。目前，兩個(gè)專利已經(jīng)以排他性的方式許可給山東舜豐生物科技有限公司。

2020年4月27日，我校華西醫(yī)院胸部腫瘤科盧鈾教授團(tuán)隊(duì)在Nature Medicine在線發(fā)表了題為“Safety and feasibility of CRISPR-edited T cells in patients with refractory non-small-cell lung cancer”的研究結(jié)果，報(bào)道了利用CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)在體外T細(xì)胞中編輯PD-1基因，經(jīng)體外T細(xì)胞培養(yǎng)擴(kuò)增，再輸回非小細(xì)胞肺癌（NSCLC）受試者，首次證明了該療法在NSCLC中的安全性和可行性。第一作者兼通訊作者為華西醫(yī)院胸部腫瘤科盧鈾教授，其他并列第一作者為胸部腫瘤科薛建新研究員、周曉娟主治醫(yī)師，四川大學(xué)華西醫(yī)院為第一作者單位。 2016年7月，《Nature》雜志率先報(bào)道盧鈾教授團(tuán)隊(duì)計(jì)劃開展首個(gè)CRISPR–Cas9基因編輯人體臨床試驗(yàn)，并于2016年10月進(jìn)行了首例受試者治療。項(xiàng)目組嚴(yán)格按照臨床研究方案計(jì)劃，隨訪2年，截止時(shí)間為2020年1月31日。該臨床試驗(yàn)完成12例三線及以上治療失敗的晚期肺癌患者的基因編輯細(xì)胞治療，入組受試者安全性和耐受性良好，無3級(jí)及以上細(xì)胞治療相關(guān)毒性發(fā)生和治療相關(guān)性死亡。在入組的12例受試者中，中位無進(jìn)展生存時(shí)間（PFS）為7.7周，中位生存時(shí)間(OS) 為42.6周。臨床評(píng)價(jià)為疾病穩(wěn)定（SD）2例中，一例受試者穩(wěn)定時(shí)間近18個(gè)月。 該臨床試驗(yàn)還重點(diǎn)研究CRISPR基因編輯對(duì)T細(xì)胞制品的脫靶效應(yīng)，該團(tuán)隊(duì)分別利用二代測(cè)序技術(shù)（NGS）和全基因組測(cè)序技術(shù)（WGS）對(duì)細(xì)胞制品進(jìn)行脫靶檢測(cè)。結(jié)果顯示這種CRISPR基因編輯導(dǎo)致的脫靶效應(yīng)是低突變頻率或不常見的。該臨床研究是一項(xiàng)轉(zhuǎn)化性I期臨床試驗(yàn)，其成果的發(fā)表，為CRISPR基因編輯技術(shù)進(jìn)一步向臨床研究轉(zhuǎn)化提供了重要依據(jù)。

近日，北京大學(xué)心理與認(rèn)知科學(xué)學(xué)院、IDG麥戈文腦科學(xué)研究所、北大-清華生命科學(xué)聯(lián)合中心、海南大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院王征實(shí)驗(yàn)室與中國(guó)科學(xué)院王光中研究員合作，在Cell Reports在線發(fā)表題為“Noncoding transcripts are linked to brain resting-state activity in non-human primates”的研究論文，報(bào)道了利用實(shí)驗(yàn)室前期收集的獼猴全腦分區(qū)、單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組圖譜和靜息態(tài)腦影像數(shù)據(jù)，整合分析發(fā)現(xiàn)150個(gè)非編碼基因與蛋白編碼基因一起共同調(diào)控大腦網(wǎng)絡(luò)在靜息狀態(tài)下的同步自發(fā)振蕩活動(dòng)。此外，這些非編碼基因不僅與非神經(jīng)元細(xì)胞（如少突膠質(zhì)細(xì)胞）的功能有關(guān)，且與人類精神疾病如自閉癥、精神分裂癥的風(fēng)險(xiǎn)基因緊密關(guān)聯(lián)。

本發(fā)明公開了一種鈣依賴型蛋白激酶CPK32及其編碼基因和應(yīng)用。本發(fā)明的鈣依賴型蛋白激酶CPK32，其氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示，其編碼基因的CDS序列如SEQ ID NO.2所示。本發(fā)明發(fā)現(xiàn)CPK32基因?qū)肽康闹参镏泻竽軌蛘{(diào)節(jié)目的植物的開花時(shí)間、調(diào)節(jié)抽薹時(shí)的葉片數(shù)目或調(diào)節(jié)目的植物中FLC的表達(dá)量。本發(fā)明的鈣依賴型蛋白激酶CPK32對(duì)于改良作物的開花時(shí)間具有重要調(diào)節(jié)作用，在作物的種質(zhì)資源改良中具有較大應(yīng)用價(jià)值。

該研究揭示新型冠狀病毒（2019-nCoV）的基因組序列與SARS-CoV的差異很大，可以被認(rèn)為是一種新型的人類感染性乙型冠狀病毒。不過該病毒的原始宿主與SARS-CoV相同，都是蝙蝠。研究發(fā)現(xiàn)新型冠狀病毒進(jìn)入人類細(xì)胞所使用的分子“通道”，即人類的受體，可能也與SARS病毒相同，都是血管緊張素轉(zhuǎn)化酶2（ACE2）。 山東大學(xué)該研究在取自患者的全部10份基因樣本中均發(fā)現(xiàn)了2019-nCoV，包括8個(gè)完整基因組和2個(gè)部分基因組。各樣本的基因序列幾乎完全相同（超過99.98%的基因序列相同），這表明該病毒是最近才侵染人類。

一種類轉(zhuǎn)錄激活因子(TranscriptionActivatorLikeEffectors，TALE)，其特征在于所述類轉(zhuǎn)錄激活因子(TALE)能夠與人類CCR5基因活性區(qū)域或者CXCR4基因活性區(qū)域中的DNA片段識(shí)別并結(jié)合，所述人類CCR5基因活性區(qū)域一共有3個(gè)，所述CXCR4基因活性區(qū)域一共有2個(gè)。TALE與核酸內(nèi)切酶連接形成融合蛋白TALEN，利用該TALEN對(duì)CCR5基因或者CXCR4基因的特定位點(diǎn)進(jìn)行剪切，可以使得進(jìn)行基因調(diào)控后的細(xì)胞具備抵御HIV病毒的能力。

Lgr5是Wnt信號(hào)通路的下游靶基因，在耳蝸中Lgr5陽性細(xì)胞具有內(nèi)耳干細(xì)胞的特性，激活Wnt信號(hào)可以促進(jìn)Lgr5陽性內(nèi)耳干細(xì)胞的增殖，部分增殖后的Lgr5陽性細(xì)胞也可以分化成毛細(xì)胞。這暗示了可能通過 Wnt和 Notch，Shh，Hippo，等多種信號(hào)通路的協(xié)同調(diào)控來促進(jìn)Lgr5陽性內(nèi)耳干細(xì)胞增殖分化為具有功能的毛細(xì)胞，從而恢復(fù)聽力。本項(xiàng)目研究在小鼠毛細(xì)胞損傷模型中通過Wnt，Notch，Shh，Hippo等多種信號(hào)通路的協(xié)同調(diào)控，促進(jìn)Lgr5陽性內(nèi)耳干細(xì)胞增殖分化為具有功能的毛細(xì)胞。

通過比較基因組和進(jìn)化基因組學(xué)分析發(fā)現(xiàn)：Aigarchaeota和Thaumarchaeota由共同祖先分化形成，其祖先早期共同生存于高溫環(huán)境中，至今生存于高溫?zé)崛械腡haumarchaeota與Aigarchaeota仍呈現(xiàn)較高的功能相似性。它們的共同祖先共享1154個(gè)基因家族，其數(shù)目甚至超過現(xiàn)存Aigarchaeota基因家族數(shù)目，表明二者祖先的高度相似性。廣為人知的Thaumarchaeota早期并無氨氧化能力，而是后期于高溫生境中進(jìn)化所得，隨后Thaumarchaeota擴(kuò)散至海洋生境中，由于海洋生境中氮源的匱乏，因此Thaumarchaeota展現(xiàn)出獨(dú)特的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，而被保留于海洋生境中，從而實(shí)現(xiàn)高溫氨氧化古菌向中溫環(huán)境的轉(zhuǎn)變。       本研究通過重構(gòu)未培養(yǎng)古菌類群Aigarchaeota基因組信息，揭示其潛在的代謝潛能及其遺傳多樣性獲得機(jī)制，并結(jié)合數(shù)據(jù)庫中已有Thaumarchaeota和Aigarchaeota基因組進(jìn)行比較基因組學(xué)和進(jìn)化基因組學(xué)分析，勾勒出這兩個(gè)近緣支系的演化歷史場(chǎng)景，指出古菌類群 Thaumarchaeota和Aigarchaeota的共同祖先起源于高溫生境，頻繁的水平基因轉(zhuǎn)移極大地提升了兩者對(duì)各自生境的適應(yīng)性，該研究極大地促進(jìn)了我們對(duì)古老且神秘的古菌支系的認(rèn)知。

研發(fā)階段/n可用于豬肉質(zhì)性狀的遺傳改良，在豬的遺傳改良中肉質(zhì)性狀的測(cè)定需要進(jìn)行屠宰測(cè)定，肌內(nèi)脂肪含量和系水力是兩個(gè)重要的肉質(zhì)性狀，影響到肌內(nèi)的口感愜意度和屠宰后胴體出售前貯藏?fù)p失，應(yīng)用到商家的經(jīng)濟(jì)利益，這兩項(xiàng)專利的使用可以提高肌內(nèi)脂肪含量，降低屠宰后滴水損失（不需要進(jìn)行屠宰測(cè)定）。

本發(fā)明提供了一種變異的 SCN11A 基因，即人類周圍神經(jīng)發(fā)作性疼痛致病基因 SCN11A，其特征在于該變異的 SCN11A 基因的第 673位堿基由野生型的 C 變異為 T；或該變異的 SCN11A 基因的第 2423位堿基由野生型的 C 變異為 G。本發(fā)明還提供了一種檢測(cè)來源于人體生物樣本中是否存在所述基因的突變方法及檢測(cè)試劑盒。本發(fā)明提供的變異的人類 SCN11A 基因可用于制備人類周圍神經(jīng)發(fā)作性疼痛基因診斷芯片，變異的人類 SCN11A 基因所編碼的蛋白質(zhì)可作為治療人類周圍神經(jīng)發(fā)作性疼痛的藥