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01.成果簡介 地中海貧血癥，又稱珠蛋白生成障礙性貧血癥，是一組遺傳性溶血性貧血疾病，由血紅蛋白中一種或一種以上珠蛋白鏈的缺失或不足導致。珠蛋白鏈包括：γ、δ、ε和β珠蛋白基因組成“β基因族”，ζ和α珠蛋白組成“α基因族”，相應的，地中海貧血癥分為α型、β型、δβ型和δ型4種，其中以β地中海貧血癥和α地中海貧血癥較為常見。 地中海貧血癥的常規(guī)治療方法包括：一般性治療、紅細胞輸注、鐵螯合劑去鐵治療、脾切除、造血干細胞移植、基因活化治療等，其中，輸血治療和去鐵治療是目前最重要的兩種治療方法。然而，供體缺乏、排異反應、藥物副反應等因素影響了上述方法的應用。 本項成果利用歸巢內切酶I-SceI的特異性低毒性以及TALE的特異性DNA識別域，依據β地中海貧血癥的β-珠蛋白基因序列，首先改造I-SceI和TALE，使其分別可以特異性識別14bp和18bp的β珠蛋白DNA序列，然后使二者融合，從而構建出可以識別β珠蛋白32bp DNA序列的融合型內切酶TALE-I SceI，并利用β-地中海貧血疾病患者造血干細胞為模型，對其突變基因進行修復，驗證了本項成果的安全性和實用性。 圖1 融合型內切酶TALE-I SceI02.應用前景 經過細胞實驗驗證，本項目成果構建的嵌合核酸酶可以在體外β-地中海貧血疾病患者造血干細胞中發(fā)揮作用，有望在臨床中得到應用。03.知識產權 本項成果已申請1項發(fā)明專利，并已授權。04.團隊介紹 本項目負責人為研究員、博士生導師，擔任中國自然科學基金委重大項目顧問及基金評委、中國科技部973項目顧問及基金評委，曾在多個國際權威期刊上發(fā)表SCI論文20余篇。05.合作方式 投融資。06.聯系方式 郵箱：zhangxinrui@tsinghua.edu.cn

本發(fā)明公開了一對轉錄激活子樣效應因子核酸酶及其編碼基因與應用。這對轉錄激活子樣效應因子核酸酶(TALEN)由一對DNA識別蛋白分別與Fok1？DNA內切酶的兩個異源亞基融合得到，可以特異性地識別山羊或綿羊朊蛋白基因(PRNP)exon2上的兩個相鄰位點。將這對轉錄激活子樣效應因子核酸酶同時轉入宿主細胞時，其能對宿主細胞PRNP基因的exon2位點打靶，并使打靶位點發(fā)生基因突變，從而實現對山羊或綿羊PRNP基因的靶向修飾，具有特異性強、打靶效率高、準確度高等優(yōu)點。

已有樣品/n迅裂細菌裂解酶與核酸提取試劑盒采用專利的噬菌體裂解酶，具有常溫 5-10 分鐘內裂解、無毒無害等特點，并結合特有的技術能實現在取樣拭子上的原位裂解，大大簡化從取樣拭子上獲得靶標物如細菌等的核酸提取過程，具有提取效率高、操作簡便等優(yōu)點，是臨床PCR檢測，如產道中B簇鏈球菌和鼻拭子中耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（MRSA）,的 理想樣本前處理試劑。同時還研發(fā)了通用的真菌和細菌核酸提取試劑盒，與簡單的渦旋儀聯用，可以裂解和提取任何真菌和細菌的核酸。市場前景:可廣泛應用于細菌裂解提取，應用前景廣闊。

本發(fā)明的戒毒的反義核酸，涉及醫(yī)學，特別是應用基因技術對藥物或毒品成癮的脫毒藥物。旨在解決已有化學戒毒藥的依賴性、中毒、副作用問題和復吸問題。本反義核酸的全部序列或部分序列與人類近日鐘基因per1、per2、per3、clock的有義鏈、無義鏈或mRNA中的至少一個的全部序列或部分序列相同，或者反義核酸的全部序列或部分序列與人類近日鐘基因per1、per2、per3、clock的有義鏈、無義鏈或mRNA中的至少一個的全部序列或部分序列互補。也可以在上述反義核酸上加入至少一個核苷酸、或者減少至少一個核苷酸、或者改變至少一個核苷酸，或者修飾化學基團的結構。本反義核酸到達體內就能有效地與靶基因結合，使靶基因表達失活或抑制，實現戒毒。

H48全自動核酸提取儀，基于上吸磁珠法提取純化核酸原理，采用振蕩式核酸提取純化方式，實現大量樣本核酸的快速高效制備純化。配合相應的核酸提取試劑，可處理血清，血漿，全血，拭子，羊水，糞便，組織灌洗液，組織，石蠟切片，細菌，真菌等多種樣品類型，廣泛應用于檢驗，疾病防控，動物檢疫，出入境檢驗檢疫，食品安全，法醫(yī)痕跡檢驗，科學教研等領域。 所提取出的高質量核酸（DNA和RNA）可用于高靈敏的下游分析，如定量PCR、臨床分子診斷、基因表達分析、基因分析、法醫(yī)及傳染性疾病研究等；純化后的核酸可直接應用于下一步的酶切、鑒定以及疾病診斷、治療等。

Emagpure-32核酸提取儀是我公司最新推出的用于DNA/RNA、蛋白和細胞等的全自動提取純化系統(tǒng)，通過磁棒和磁棒套的吸附、轉移和釋放磁珠，實現磁珠/樣品的轉移，完成自動化提取純化操作。操作自動化且快速、簡便，利用特制試劑盒或96孔深孔板，可同時操作1～32個樣本。搭配不同種類的磁珠核酸提取試劑，可以提取動、植物組織、血液及體液等樣品。 【適用范圍】 　　廣泛用于常規(guī)科研、基因組學、食品安全、疾病診斷、法醫(yī)鑒定等領域。 　　使用本儀器僅需加入樣品及磁珠法全自動核酸提取試劑于96孔板中，選擇或編輯適當程序后執(zhí)行即可。搭配不同種類的磁珠法核酸提取試劑，可以快速提取動植物組織、血液、體液、刑事檢材等樣品中的DNA和RNA。

圍繞核酸特殊結構和修飾的動態(tài)變化，利用化學生物學理論和技術，通過化學小分子對核酸結構和修飾的識別及相互作用，探索生命過程新機制，項目取得一系列原創(chuàng)性成果，為疾病早期診斷和高選擇抗癌領域提供新策略。主要科學發(fā)現為：1.實現小分子對非規(guī)則核酸的結構識別和調控，并揭示四鏈核酸新機制。通過抑制腫瘤中高表達的端粒酶，提出了小分子對G-四鏈核酸(G-4)識別新機制和抗腫瘤藥物設計新策略；雙釕配合物通過鉀離子調控機制特異識別G-4產生光響應，創(chuàng)立了目視檢測G-4的新技術；通過光誘導機制實現小分子不同

項目簡介 基因治療可用于包括癌癥、艾滋病、心血管病、傳染性疾病等在內的各種獲得性和遺傳性疾病。近幾年來核酸及基因藥物得到快速發(fā)展，已有多個核酸藥物經FDA批準應用于臨床治療。基因治療相對其它治療方法有著若干優(yōu)勢，但在實際應用過程中也面臨著一些挑戰(zhàn)。其中，基因輸送載體對于基因治療來說是十分關鍵。目前開發(fā)基因輸送載體的策略主要分為病毒和非病毒介導的輸送系統(tǒng)。病毒載體具有非常高的輸送效率并且可以保證基因的長期表達，因此是目前臨床上應用最多的載體。但病毒載體在臨床使用過程中也暴露出了許多缺陷，這些缺陷大大限制了病毒載體的應用。為了克服病毒載體的諸多不足，近些年來非病毒載體得到了迅速發(fā)展。這其中就包括研究最廣泛的非病毒載體聚乙烯亞胺。PEI是最好的體外轉染試劑之一并且已經被一些研究工作者當成聚合物類基因轉染試劑的“金標準”。 PEI的轉染效率和細胞毒性主要受其分子量、支化程度、表面電勢和粒徑的影響。隨著分子量的升高，支鏈PEI轉染效率升高；然而，細胞毒性也同時升高。為了消除或降低與PEI有關的細胞毒性，目前已經發(fā)展出了多種不同的策略。這些策略主要包括使用直鏈高分子量PEI，用多糖、親水性聚合物（如PEG）、二硫鍵連接臂、脂質基團等取代或連接高分子量和低分子量的支鏈PEI市場上銷售的PEI分子量范圍非常廣泛，從1000 Da以下到1.6 × 103 kDa都有。 維生素E是一種脂溶性化合物，它包括生育酚和生育三烯酚，其中α-生育酚是自然界中分布最廣泛、含量最豐富并且活性最高的維生素E形式。維生素E的生物功能除了最熟知的抗氧化功能之外，還涉及酶活性的調節(jié)、基因表達調控以及神經生物學功能等。通過消化道吸收進入血漿的維生素E經受體介導進入肝細胞，進入肝細胞的維生素E又在維生素E結合蛋白的運輸下進入肝外組織。維生素E本身的疏水性質、豐富的生物調節(jié)功能以及其受體介導的肝細胞攝取方式都預示著用它來修飾PEI有助于實現基因的器官靶向的遞送。 因此，我們開發(fā)了維生素E修飾的聚乙烯亞胺衍生物及其合成方法和應用。維生素E的修飾有利于基因質粒的包載、遞送和釋放，其毒性隨著PEI上的維生素E飾數目的增加而降低，維生素E的修飾能夠大大增加pDNA質粒的細胞攝取后基因編碼蛋白的表達。動物體內實驗表明PEI衍生物可成功將pDNA質粒輸送到小鼠的肝臟和肺臟中，該復合物（PEI/pDNA）能進入肝臟和肺臟細胞并進一步釋放質粒DNA和基因表達。本成果具有聚乙烯亞胺衍生物作為基因輸送載體具有毒性低、轉染效率高和基因藥物已釋放等優(yōu)點。項目團隊 項目團隊包括北京大學藥學院湯新景教授，以及課題博士后和研究生組成。湯新景教授為天然藥物及仿生藥物國家實驗室PI，國家自然科學基金委優(yōu)青、教育部青年長江學者和新世紀人才。應用范圍 該項目可用于核酸基因藥物的包載和遞送材料，實驗研究中的基因遞送試劑盒等。項目階段 目前該項目處于臨床前研究（動物研究階段）。知識產權 已申請專利（201610802130.6），北京大學為唯一專利權人。合作方式 技術轉讓、技術許可、技術入股、共同開發(fā)等。

基因治療可用于包括癌癥、艾滋病、心血管病、傳染性疾病等在內的各種獲得性和遺傳性疾病。近幾年來核酸及基因藥物得到快速發(fā)展，已有多個核酸藥物經FDA批準應用于臨床治療。基因治療相對其它治療方法有著若干優(yōu)勢，但在實際應用過程中也面臨著一些挑戰(zhàn)。其中，基因輸送載體對于基因治療來說是十分關鍵。目前開發(fā)基因輸送載體的策略主要分為病毒和非病毒介導的輸送系統(tǒng)。病毒載體具有非常高的輸送效率并且可以保證基因的長期表達，因此是目前臨床上應用最多的載體。但病毒載體在臨床使用過程中也暴露出了許多缺陷，這些缺陷大大限制了病毒載體的應用。為了克服病毒載體的諸多不足，近些年來非病毒載體得到了迅速發(fā)展。這其中就包括研究最廣泛的非病毒載體聚乙烯亞胺。PEI是最好的體外轉染試劑之一并且已經被一些研究工作者當成聚合物類基因轉染試劑的“金標準”。 PEI的轉染效率和細胞毒性主要受其分子量、支化程度、表面電勢和粒徑的影響。隨著分子量的升高，支鏈PEI轉染效率升高；然而，細胞毒性也同時升高。為了消除或降低與PEI有關的細胞毒性，目前已經發(fā)展出了多種不同的策略。這些策略主要包括使用直鏈高分子量PEI，用多糖、親水性聚合物（如PEG）、二硫鍵連接臂、脂質基團等取代或連接高分子量和低分子量的支鏈PEI市場上銷售的PEI分子量范圍非常廣泛，從1000 Da以下到1.6 × 103 kDa都有。 維生素E是一種脂溶性化合物，它包括生育酚和生育三烯酚，其中α-生育酚是自然界中分布最廣泛、含量最豐富并且活性最高的維生素E形式。維生素E的生物功能除了最熟知的抗氧化功能之外，還涉及酶活性的調節(jié)、基因表達調控以及神經生物學功能等。通過消化道吸收進入血漿的維生素E經受體介導進入肝細胞，進入肝細胞的維生素E又在維生素E結合蛋白的運輸下進入肝外組織。維生素E本身的疏水性質、豐富的生物調節(jié)功能以及其受體介導的肝細胞攝取方式都預示著用它來修飾PEI有助于實現基因的器官靶向的遞送。 因此，我們開發(fā)了維生素E修飾的聚乙烯亞胺衍生物及其合成方法和應用。維生素E的修飾有利于基因質粒的包載、遞送和釋放，其毒性隨著PEI上的維生素E飾數目的增加而降低，維生素E的修飾能夠大大增加pDNA質粒的細胞攝取后基因編碼蛋白的表達。動物體內實驗表明PEI衍生物可成功將pDNA質粒輸送到小鼠的肝臟和肺臟中，該復合物（PEI/pDNA）能進入肝臟和肺臟細胞并進一步釋放質粒DNA和基因表達。本成果具有聚乙烯亞胺衍生物作為基因輸送載體具有毒性低、轉染效率高和基因藥物已釋放等優(yōu)點。

真核細胞具有復雜而高度有序的空間結構，研究生物大分子的亞細胞定位，對于闡明其生物學功能有著重要意義。核酸分子在細胞中的特異性分布直接影響基因表達的效率，在蛋白質翻譯調控、學習與記憶形成等一系列生物學過程中扮演了重要角色。針對亞細胞區(qū)域中RNA組份的研究，傳統(tǒng)手段依賴于化學交聯、免疫沉淀、離心分離等技術，不但需要預先破壞細胞的天然結構，而且還局限于少數能夠被機械分離的亞細胞區(qū)域，缺乏普適性。 本研究提出“鄰近核酸標記”的策略。該策略的核心是在活細胞中利用酶促反應形成大量高活性的自由基，與酶鄰近的核酸分子發(fā)生共價加成反應，從而實現空間特異性標記。從工程改造的過氧化物酶APEX2出發(fā)，鄒鵬課題組首先設計并合成了十余種與生物素偶聯的酶底物，并從中發(fā)現生物素-苯胺探針的核酸標記活性最高。他們進一步以線粒體、核纖層和核仁等亞細胞結構為例，建立了在活細胞中開展鄰近核酸標記的方法，并通過定量PCR與高通量測序分析證實了標記方法具有良好的空間特異性。鄰近核酸標記技術操作簡單、具有普適性，為日后研究核酸的亞細胞定位與功能關系提供了必要的工具。