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Nature:中国学者揭示早期胚胎遗传程序

日前,来自同济大学医学院、加州大学洛杉矶分校和南京医科大学大学的研究人员,采用单细胞 RNA 测序技术揭示了人类和小鼠早期胚胎的遗传程序,研究成果发表在7月28日的《自然》(Nature)杂志上。 同济大学医学院的薛志刚(Zhigang Xue)博士、南京医科大学的刘嘉茵(Jia-yin Liu)教授及加州大学洛杉矶分校的范国平(Guoping Fan)教授是这篇论文的共同通讯作者。 哺乳动物胚胎发育起始于卵子和精子的融合。经历迁移、基因组和表观遗传时空表达调控以及受精卵/胚胎基因组活化等过程形成桑椹胚,进而形成囊胚,植入子宫壁并进一步发育成胚胎。哺乳动物植入前胚胎发育的程序化过程,是发育生物学的核心问题,弄清这一过程,对于研究哺乳动物早期发育具有重要意义。因受到研究方法、实验材料等因素的影响,过去对于人类植入前胚胎发育的基因表达谱研究受限。近年来单细胞 RNA 测序( RNA -seq)技术进展,为......阅读全文

DNA microarray相关的基因表达数据处理攻略

基因表达谱 的发展有助于科研工作人员进一步的理论知识充实及应用到研发等领域中。基因芯片是最近几年发展起来的基因表达重要工具,本文主要对这种技术的数据分析和管理方法作具体介绍。一、引言DNA微阵列(DNA microarray),也叫基因芯片,是近几年发展起来的一种能快速、高效检测DNA片段序列、基因

基因技术专题-1

专题一:RNA干扰技术(RNAi)1995年,康奈尔大学的Su Guo博士用反义RNA阻断线虫基因表达的试验中发现,反义和正义RNA都阻断了基因的表达,他们对这个结果百思不得其解。直到1998年, Andrew Fire的研究证明,在正义RNA也阻断了基因表达的试验中,真正起作用的是双链RNA。这些

人类胚胎的基因编辑是否有临床价值? | 观点

  在贺建奎事件引发的大讨论中,有两个反复出现的批评热点:选择CCR5基因的不适当和基因编辑技术的不成熟。本文试图从医学遗传学、生殖医学和分子生物学技术的角度对这两点提供一些新的看法,也希望这些观点对伦理学的讨论有所帮助。  胚胎基因编辑所涉及的技术  在讨论之前,我们先简单说明一下贺建奎所使用的“

在Matlab中探索基因表达数据分析

DNA微阵列基因表达数据分析 本文利用Matlab及其生物信息学  工具箱提供的函数识别差异表达基因并利用基因本体论确定差异表达基因的生物学功能。 引言 包含寡核苷酸或cDNA  探针的微阵列可用来比较基因组尺度的基因表达谱,微阵列试验的重要目的在于确定不同条件

活体电穿孔法介绍

1、什么是活体电穿孔活体电穿孔法(in vivo electroporation) 是将外源基因通过电场作用,导入动物目标组织或器官。由于这种方法能有效导入外源基因,可在多种组织器官上应用,并且效率较高。活体电穿孔法的原理很简单,在直流电场作用的瞬间,细胞膜表面产生疏水或亲水的微小通道105~115

高绍荣团队全面描绘DUX在小鼠胚胎基因组激活中的作用

  哺乳动物高度分化的精子与卵子结合形成受精卵,受精卵随后经过多次卵裂和细胞分化最终发育成具有成千上万种细胞类型的新个体。处于胚胎发育很早期的细胞具有同时发育为胚胎和胚外组织的能力,因此被定义为全能性细胞。  在体内,成熟的卵母细胞在MII时期停滞并且是转录沉默的,在受精以后受精卵重新进入有丝分裂开

活体电穿孔法介绍

1、什么是活体电穿孔 活体电穿孔法(in vivo electroporation) 是将外源基因通过电场作用,导入动物目标组织或器官。由于这种方法能有效导入外源基因,可在多种组织器官上应用,并且效率较高。活体电穿孔法的原理很简单,在直流电场作用的瞬间,细胞膜表面产生疏水或亲水的微小通

汤富酬Nature Cell Biology发文 揭示人类消化道发育细胞图谱

  人类胚胎发育过程中食道、胃、小肠、大肠的细胞类型图谱及其关键生物学特征。  消化系统是人体中最重要的器官系统之一,而消化道作为消化系统最重要的组成部分,其在食物消化、营养吸收、废物排泄、抵抗微生物入侵等多个方面起着极其重要的作用。消化道主要由食道、胃、小肠、大肠组成。揭示这四种器官在人类胚胎发育

RNAi——双链RNA引起的基因敲除(2)

在构建双链RNA的表达载体时,使用RNA多聚酶Ⅲ来指导RNA的合成。这是因为RNA多聚酶Ⅲ有明确的启始和终止序列,而且合成出的RNA不会带有polyA尾。当RNA多聚酶Ⅲ遇到连续5个胸腺嘧啶时,它指导的转录就会终止,并且转录产物在第二个尿嘧啶处被切下来。U6启动子能被RNA多聚酶Ⅲ识别, 合

外源基因在真核细胞中的表达系统

1. 真核生物表达的优越性和必要性① 真核生物具有转录后加工系统,可识别并删除基因中的内含子,剪切加工为成熟mRNA.②具备完善的翻译后加工系统,可进行糖基化、乙酰化等修饰,使蛋白形成正确的天然构型,因而真核生物表达系统产生的蛋白更接近天然状态,有利于其功能、生物活性的研究。③某些真核细胞可将基因表

惊人发现!胚胎基因表达也要“听妈妈的话”

  一项最新研究发现,爪蟾胚胎在发育早期并不能完全控制基因的开启和关闭,但它们的母亲可以通过卵细胞内一些特殊蛋白控制胚胎内基因表达。来自荷兰奈梅亨大学的生物学家在国际学术期刊Nature Communication上发表了这一结果。  爪蟾胚胎不仅从母亲那里得到一半的遗传信息,还得到了如何"使用"D

基因治疗又现曙光,关于地贫你知多少

  12月7日-10日,一年一度的美国血液学会(ASH)如期而至,盛会上来自全世界的血液学工作者发表着最新进展。如拜耳公布了其AAV基因疗法在A型血友病的1/2期临床试验中取得积极数据,Sangamo公布针对β地贫的1/2期临床最新数据,这是继CRISPR Therapeutics和Vertex P

【人民日报海外版】中国科学家揭开人类胚胎奥秘

  记者近日从中国科学院获悉,该院北京基因组所与国内多家科研机构合作,在国际上首次揭示了人类胚胎进行有序基因表达、发育进化的奥秘。研究成果于3月9日发表于国际顶级学术期刊《细胞》上。  人类的生命从受精卵开始,一个受精卵如何发育成一个含有200多种细胞类型、36个重要器官的复杂有机体,是生命科学最大

活体生物发光成像技术的最新进展

活体动物体内光学成像(Optical in vivo Imaging)主要采用生物发光(bioluminescence)与荧光(fluorescence)两种技术。生物发光是用荧光素酶(Luciferase)基因标记细胞或DNA,而荧光技术则采用荧光报告基团(GFP、RFP, Cyt及dyes等)进

中国科学家打开人类胚胎“基因表达”的认知大门

  记者从中国科学院北京基因组所获悉,由该所研究员刘江团队与山东大学附属生殖医院陈子江团队、广州医科大学刘见桥团队合作,在国际上首次研究出人类胚胎合子基因组的激活机制,进而揭示了人类胚胎发育和进化的奥秘,相关研究已于3月9日在国际顶级学术期刊《细胞》(CELL)发表。人类的生命始于受精卵,

高通量测序技术实现绘制人类视网膜高精度发育细胞图谱

  人类胚胎发育从受精卵开始,经过着床前胚胎发育(胚内和胚外组织的产生),原肠胚产生(三胚层的特化)和器官发生等阶段,最终新生儿出生。人类胚胎发育从单个细胞到上万亿个细胞,历时二百八十天,整个过程的基因表达受到多种因素的精细调控,其中很多机制尚未明确。  为了解析人类胚胎发育各个阶段的基因表达调控网

克隆基因的表达(expression of cloned gene)-3

(3)原核生物的基因组基本上是单倍体,而真核基因组是二倍体。(4)如前所述,细菌多数基因按功能相关成串排列,组成操纵元的基因表达调控的单元,共同开启或关闭,转录出多顺反子(polycistron)的mRNA;真核生物则是一个结构基因转录生成一条mRNA,即mRNA是单顺反子(monocistron)

体细胞克隆小鼠Oct-4相关基因的不完全再活化

实验概要大部分体细胞克隆小鼠能发育到囊胚阶段,但是在着床后就死亡了。Oct4基因对于维持胚胎发育全能性起着重要的作用。缺乏Oct4基因的小鼠胚胎能发育到囊胚阶段,但是因为它们缺乏全能性胚胎细胞,在着床后便死亡了。基于类似原因,我们推断由不同体细胞核移植获得的克隆胚胎因为Oct4之类关键胚胎基因的错误

北京基因组所等揭示人类胚胎发育和进化机制

  人类的生命从受精卵开始。一个受精卵如何发育成一个含有200多种细胞类型、36个重要器官的复杂有机体,是生命科学最大的难题之一。已知发育的进行需要体内基因能够按照设定程序、在特定时间和特定地点有序地表达,这个过程称为基因表达的编程。就像计算机程序的运行需要使用计算机语言来编程一样,人体设定基因表达

《Nature》发文阐述人类围着床期胚胎发育分子调控规律

  2019年8月22日,北京大学第三医院乔杰课题组和汤富酬课题组合作,在国际权威学术期刊《自然》(Nature,IF:43.07)在线发表研究成果“Reconstituting the transcriptome and DNA methylome landscapes of human impl

基因技术专题-2

RNAi技术RNA干扰(RNA interference, RNAi)是近年来发现的研究生物体基因表达、调控与功能的一项崭新技术,它利用了由小干扰RNA(small interfering RNA, siRNA)引起的生物细胞内同源基因的特异性沉默(silencing)现象,其本质是siRNA与对应

三篇文章聚焦等位基因的随机表达

  我们是二倍体。这意味着我们的每个常染色体基因有两个拷贝,一个来自母亲,另一个来自父亲。遗传学家过去认为,绝大多数人类等位基因在细胞内是均等表达的。幸亏有了新一代测序技术,我们对基因表达的认识才大大改变。通过RNA-seq,我们能够了解究竟是母亲还是父亲的基因拷贝得到了表达。最近,多篇关于单细胞转

我国科学家全面描绘DUX在小鼠胚胎基因组激活中的作用

  2019年10月7日,来自同济大学的高绍荣教授研究团队在Cell Research杂志上在线发表了题为“Precise temporal regulation of Dux is important for embryodevelopment”的文章,对Dux在早期胚胎中的作用做了全面描绘。  

点评Nature背靠背 |浙大教授解释基因敲除为何没有表型

  Robustness指一个复杂系统适应和应对内部和外界扰断而行使正常功能的能力。遗传系统健壮性(genetic robustness)指一个生命体能缓冲基因组中有害突变的能力。突变是生命进化的原动力,而有害突变是致死。一个稳定的遗传系统既能缓冲突变同时进行世代更迭,这样本体能维持正常功能,突变在

活体电穿孔法介绍(二)

电 压电穿孔时在能量导入一定的情况下设计施加电压的值。电压过低或过高都会影响外源基因的表达。电压过低时,无法造成细胞膜表面状态的改变,因而外源D不能进入细胞内。电压过高时,局部组织积聚过多热量,造成细胞的死亡或组织失去功能,即使外源基因导入细胞,也无法进行正常的表达。哺乳动物常用的活体电压大多为20

RNAi的功能

1.高通量的研究基因功能在后基因组时代,需要大规模高通量的研究基因的功能,由于RNAi能高效特异的阻断基因的表达,因而RNAi成为研究基因功能的很好的工具。研究者将线虫三号染色体上2232个基因对应的dsRNA合成出来,并注射到线虫性腺内,然后观察子代细胞分裂时出现的异常表型,结果发现了133个基因

汤富酬 乔杰再发文:绘制人类心脏高精度发育细胞图谱

  人类胚胎发育是一个极其复杂的过程,从一个单细胞的受精卵开始,首先经过着床前胚胎发育产生胚内和胚外组织,再到着床后原肠胚阶段三个胚层的特化,进而到器官发生、分化、成熟,及至新生命的诞生。整个两百八十天的胚胎发育过程从一个单细胞受精卵增殖发育形成含有上万亿个细胞的婴儿,期间基因表达受到严密、精准的调

基因敲除的原理与方法

基因敲除可以说是基因组 学、细胞分离培养以及转基因技术的组合。那么基因敲除的原理是什么呢? 基因敲除的方法有哪些呢?在此,做个小结,以供大家学习。一.概述:基因敲除是自80年代末以来发展起来的一种新型分子 生物学技术,是通过一定的途径使机体特定的基因失活或缺失的技术。通常意义上的基因敲除主要是应用D

RNAi——双链RNA引起的基因敲除(1)

1995年,康奈尔大学的Su Guo博士用反义RNA阻断线虫基因表达的试验中发现,反义和正义RNA都阻断了基因的表达,他们对这个结果百思不得其解。直到1998年, Andrew Fire的研究证明,在正义RNA也阻断了基因表达的试验中,真正起作用的是双链RNA[1]。这些双链RNA是体外

中国修改人类胚胎DNA引热议:婴儿可被设计

  在科幻电影中,“蜘蛛侠”被放射性蜘蛛咬了一口后,DNA改变,运动能力突破人类极限,拥有了超强的力量与敏捷性。现实生活中,对基因的优化和改造同样是科学家致力研究的方向。今年四月,中山大学生命科学院黄军就副教授修改了人类胚胎中导致β型地中海贫血的基因,作为世界首例人类胚胎基因修改,这项实验成果引发了