研究人员在佛罗里达海豚尸体中发现高致病性禽流感病毒

研究人员在佛罗里达海豚尸体中发现高致病性禽流感病毒 报告记录了这一发现，这是北美首次在鲸类动物体内发现高致病性禽流感病毒，从 UF 海洋动物救援队接到佛罗里达州迪克西县一只受困海豚的报告后做出的初步反应，到随后从尸检中获得的大脑和组织样本中鉴定出病毒。佛罗里达州基西米市的布朗森动物疾病诊断实验室（Bronson Animal Disease Diagnostic Laboratory）证实，海豚的肺部和脑部都存在高致病性禽流感病毒。这些结果得到了爱荷华州艾姆斯国家兽医服务实验室的确认，该实验室对病毒亚型和病理类型进行了鉴定。经确认，该病毒为 HA 2.3.4.4b 支系的甲型高致病性禽流感（H5N1）病毒。随后在孟菲斯圣裘德儿童研究医院生物安全三级强化实验室进行了组织分析。Allison Murawski，D.V.M.，佛罗里达大学水生动物医学项目的前实习生，是这项研究的第一作者，并作为她的研究项目的一部分编写了一份关于海豚的病例报告。 她前往孟菲斯，与理查德·韦比博士密切合作，后者是世界卫生组织圣裘德动物和鸟类流感生态学研究合作中心的负责人，也是该论文的通讯作者。韦伯比的实验室调查了许多物种的禽流感病例，在确定病毒可能的来源、存在哪些独特的RNA特征或突变可能表明它有能力感染其他哺乳动物，以及如何从这一来源追踪病毒方面发挥了关键作用。研究人员对当地鸟类的基因组进行了测序，并研究了从东北海豹种群中分离出来的病毒，但目前仍然不知道海豚是从哪里感染病毒的，还需要做更多的研究。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

CRISPR-Cas 基因编辑在实验室中完全消除 HIV 病毒

CRISPR-Cas 基因编辑在实验室中完全消除 HIV 病毒 荷兰阿姆斯特丹大学的研究人员报告，他们利用 CRISPR 基因编辑技术，成功的从受感染细胞中消除了 HIV 病毒。HIV 治疗的重大挑战之一是该病毒具有将自身基因组整合到宿主 DNA 中的能力，尽管目前有多种有效的抗病毒药物用于治疗 HIV 感染，但只能抑制 HIV 在人体内的复制，无法将其清除，故患者需要接受终身抗病毒治疗，因为一旦抗病毒治疗停止，HIV 可能会卷土重来。HIV 可以感染体内不同类型的细胞和组织，每种细胞和组织都有其独特的环境和特征。在这项研究中，荷兰研究人员使用“分子剪刀”与两种 gRNA（向导 RNA） 来对抗所有已知的 HIV 毒株中保持相同的病毒基因组部分，并成功治愈了 HIV 感染者的 T 细胞。荷兰研究人员证明，当在培养皿中的免疫细胞上进行测试时，他们的 CRISPR 系统可以灭活所有 HIV 病毒，将其从免疫细胞中清除。研究人员强调他们的工作仍然只是“概念证明”，不会很快成为 HIV 的治疗方法。来源 ， 频道：@kejiqu 群组：@kejiquchat

荷兰研究人员用CRISPR基因编辑疗法在实验室环境下“消灭”艾滋病毒

荷兰研究人员用CRISPR基因编辑疗法在实验室环境下“消灭”艾滋病毒 “分子剪刀”定向灭活HIV在此次医学会议上，荷兰阿姆斯特丹大学的研究人员提前发表了一项新研究，展示了如何使用最新的CRISPR-Cas基因编辑技术消除实验室环境下受感染细胞中的所有艾滋病病毒痕迹。该研究原计划于今年4月27日至30日在西班牙巴塞罗那举行的欧洲临床微生物学和传染病大会（ECCMID 2024）发表。相关研究由荷兰阿姆斯特丹大学医学中心的埃琳娜·埃雷拉-卡里略（Elena Herrera-Carrillo）博士及其团队成员包元玲（音）、于正浩（音）和帕斯卡·克鲁恩（Pascal Kroon）领导。据新华社报道，CRISPR全名为“成簇的、规律间隔的短回文重复序列”，原本是细菌防御病毒侵入的一种机制，被科学家用于编辑基因。法国科学家埃玛纽埃勒·沙尔庞捷和美国科学家珍妮弗·道德纳因为开发出相关技术而获得2020年诺贝尔化学奖。这项技术已成为可高效、精确、程序化修改细胞基因的工具。HIV治疗的重大挑战之一是该病毒具有将自身基因组整合到宿主DNA中的能力，尽管目前有多种有效的抗病毒药物用于治疗HIV感染，但只能抑制HIV在人体内的复制，无法将其清除，故患者需要接受终身抗病毒治疗，因为一旦抗病毒治疗停止，HIV可能会卷土重来。HIV可以感染体内不同类型的细胞和组织，每种细胞和组织都有其独特的环境和特征。荷兰研究人员对此表示， CRISPR-Cas的功能就像“分子剪刀”一样，在向导RNA (gRNA) 的指导下，可以在指定点切割DNA，他们正在寻找一种在所有这些情况下都可灭活艾滋病毒的方法，“我们的目标是开发一种强大且安全的组合CRISPR-Cas方案，可以在不同的细胞环境中灭活不同的艾滋病毒毒株。”在这项研究中，荷兰研究人员使用“分子剪刀”与两种gRNA来对抗所有已知的HIV 毒株中保持相同的病毒基因组部分，并成功治愈了HIV感染者的T细胞。荷兰研究人员进一步评估了来自不同细菌的各种CRISPR-Cas系统，并展示了saCas9和cjCas两个系统的应用结果。saCas9表现出出色的抗病毒性能，成功地用单个gRNA完全灭活HIV，并用两个gRNA切除HIV的DNA。荷兰研究人员证明，当在培养皿中的免疫细胞上进行测试时，他们的CRISPR系统可以灭活所有HIV病毒，将其从免疫细胞中清除。实际运用或仍需时日值得注意的是，荷兰阿姆斯特丹大学医学中心团队在医学会议上强调他们的工作仍然只是“概念证明”，不会很快成为HIV的治疗方法。英国诺丁汉大学干细胞和基因治疗技术副教授詹姆斯·迪克森博士对此表示同意，称完整的研究结果仍需要仔细审查，“需要做更多的工作来证明这些细胞测定的结果可以在未来的治疗中发生在整个身体中。在该疗法对HIV感染者产生影响之前，还需要进行更多的开发。”其他科学家也在尝试使用CRISPR来对抗HIV。美国生物制药公司Excision BioTherapeutics 2023年10月曾表示，三名感染HIV的志愿者在接受48周后的CRISPR疗法后没有出现严重的副作用。不过，伦敦弗朗西斯·克里克研究所的病毒专家乔纳森·斯托伊博士表示，尽管荷兰阿姆斯特丹大学医学中心团队的结果令人鼓舞，但下一步是在动物身上进行试验，最终在人体上进行试验，以证明这种治疗方法可以触及所有携带休眠艾滋病毒的免疫细胞。斯托伊指出，其中一些细胞被认为存在于骨髓中，但也可能涉及其他身体部位。“治疗的脱靶效应以及可能的长期副作用仍然令人担忧。”斯托伊说，“因此，即使假设这种基于CRISPR的疗法被证明是有效的，在任何此类基于CRISPR的疗法似乎还需要很多年的时间才可以成为常规疗法。” ... PC版： 手机版：

基因组庞大的“巨型”噬菌体可以作为对付抗生素耐药细菌的潜在工具

基因组庞大的“巨型”噬菌体可以作为对付抗生素耐药细菌的潜在工具 随着抗生素的使用越来越频繁，细菌也在不断进化。它们变得更有能力战胜抗生素，使许多抗生素失去了作用。抗生素的有效性持续急剧下降，导致了今天的抗生素耐药性危机。巨型噬菌体的治疗潜力科学家们现在希望借助病毒这一非同寻常的盟友来应对这一日益严重的威胁。最近，研究人员重点研究了被称为噬菌体的病毒，将其作为治疗和解除抗生素耐药细菌的新工具。人们特别关注"巨型"噬菌体最近发现的具有超大基因组的病毒这种病毒可被用作特殊的递送剂，不仅能杀死细菌，还能将抗生素直接递送到感染源。但是，为了通过噬菌体提供新型疗法，科学家们必须首先了解这些神秘病毒内部非同寻常的生物构成和机制。PicA 的图形图像，PicA 是巨型噬菌体的一个关键部件，负责协调噬菌体核保护壳内的蛋白质运输。图片来源：加州大学圣地亚哥分校波格利亚诺实验室研究与结论加州大学圣地亚哥分校生物科学院的研究人员与加州大学伯克利分校创新基因组研究所和曼谷朱拉隆功大学的同事们在破译巨型噬菌体的几项关键功能方面迈出了实质性的一步。加州大学圣地亚哥分校生物科学院教授、新论文的资深作者乔-波利亚诺（Joe Pogliano）说："这些巨型噬菌体拥有庞大的基因组，理论上可以对其进行操纵，使其携带的有效载荷能够更有效地杀死细菌。问题在于它们的基因组是封闭的，因此不容易获取。但现在我们已经发现了其中的一些关键元素"。正如论文中所描述的，生物科学学院研究生蔡斯-摩根（Chase Morgan）领导的研究主要集中在巨型 Chimalliviridae 噬菌体上，研究发现这种噬菌体通过形成一个类似于人类和其他生物体细胞核的腔室，在细菌内部进行复制。Chimalliviridae 的类似细胞核的小室会分离并选择性地导入某些蛋白质，使其能够在宿主细菌内复制。但这一过程如何展开一直是令人费解的部分。巨型病毒 phikzvirus 或 phiKZ 可感染假单胞菌。资料来源：加州大学圣地亚哥分校波利亚诺实验室摩根和他的同事利用新的遗传学和细胞生物学工具，发现了一种关键蛋白，他们将其命名为"奇马拉维病毒 A 蛋白导入器"或 PicA，这种蛋白就像一种夜总会保镖，有选择性地贩运蛋白质，允许一些蛋白质进入细胞核内部，但拒绝其他蛋白质进入。他们发现，PicA 能够协调货物蛋白在噬菌体细胞核保护壳内的运输。摩根说："这种病毒能够建立起如此复杂的结构和运输系统，实在令人惊叹，我们以前从未见过这样的病毒。我们所认为的复杂生物学通常是保留给人类和我们数以万计基因的高等生命形式的，但在这里，我们在一个只有大约 300 个基因的相对微小的病毒基因组中看到了功能类似的过程。这可能是我们所知的最简单的选择性运输系统。"研究人员利用用于研究基因组的可编程RNA工具 CRISPRi-ART，证明了 PicA 是 Chimalliviridae 细胞核发育和复制过程的重要组成部分。"如果没有 RNA 靶向 CRISPR 技术的简单性和多功能性，直接提出和回答这些问题几乎是不可能的。我们非常期待看到这些工具如何揭开噬菌体基因组编码的神秘面纱，"合著者、在诺贝尔奖获得者、CRISPR先驱珍妮弗-杜德娜（Jennifer Doudna）手下工作的博士后学者本-阿德勒（Ben Adler）说。生物科学学院研究生 Chase Morgan 和 Emily Armbruster，PNAS 论文的共同作者。图片来源：加州大学圣地亚哥分校波利亚诺实验室噬菌体疗法的意义数十亿年来，细菌和病毒一直在进行着一场军备竞赛，双方都在不断进化以对抗对方的适应性。研究人员说，复杂的 PicA 运输系统就是这种激烈、持续的进化竞争的结果。该系统进化得既高度灵活又具有高度选择性，只允许关键的有益元素进入细胞核。如果没有 PicA 系统，细菌的防御蛋白就会进入细胞核，破坏病毒的复制过程。霍华德-休斯医学研究所（HHMI）资助的"新兴病原体计划"（Emerging Pathogens Initiative）和加州大学圣迭戈分校噬菌体创新应用与治疗中心的科学家们正在努力为最终通过基因编排噬菌体来治疗各种致命疾病奠定基础。论文共同作者、生物科学学院研究生艾米丽-阿姆布鲁斯特（Emily Armbruster）说："我们以前确实不了解蛋白质导入系统是如何工作的，也不知道哪些蛋白质参与其中，因此这项研究是我们了解这些噬菌体成功复制的关键过程的第一步。我们对这些重要系统了解得越多，就越能更好地设计出用于治疗的噬菌体。"这类基因编程病毒的未来目标包括铜绿假单胞菌，众所周知，这种细菌可导致潜在的致命感染，并对医院中的病人构成威胁。其他有希望的目标还包括大肠杆菌和克雷伯氏菌，它们会引起慢性和复发性感染，在某些情况下还会进入血液，危及生命。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

解码小鼠的思维：索尔克研究所具有里程碑意义的表观基因组大脑图谱

解码小鼠的思维：索尔克研究所具有里程碑意义的表观基因组大脑图谱 这些工作由美国国立卫生研究院的"通过推进创新神经技术进行大脑研究计划"（BRAINInitiative）负责协调，该计划的最终目标是为哺乳动物的大脑绘制一幅全新的动态图像。索尔克教授、遗传学国际理事会主席、霍华德-休斯医学研究所研究员约瑟夫-埃克（Joseph Ecker）说："通过这项工作，我们不仅获得了关于哪些细胞构成了小鼠大脑的大量信息，还了解了这些细胞内的基因是如何被调控的，以及这些基因是如何驱动细胞功能的。当利用这个基于表观基因组的细胞图谱，开始研究已知会导致人类疾病的基因变异时，就会对哪些细胞类型在疾病中可能最脆弱有了新的认识"。美国国立卫生研究院大脑计划于 2014 年启动，已为研究人员提供了 30 多亿美元的资金，用于开发变革性技术并将其应用于脑科学。2021年，得到"脑神经启示录计划"（BRAIN Initiative）支持的研究人员包括索尔克（Salk）的团队公布了小鼠大脑图谱的初稿，该图谱开创了描述神经元特征的新工具，并将这些工具应用于小鼠大脑的小切片。今年早些时候，许多相同的技术被用于绘制最初的人脑图谱。在最新的工作中，研究人员扩大了研究细胞的数量和小鼠大脑的区域，并使用了过去几年才出现的新的单细胞技术。左上图：解剖小鼠大脑的三维效果图，根据解剖的脑区划分为不同的部分；左下图：小鼠大脑的三维效果图，根据解剖的脑区划分为不同颜色的部分（黄色、蓝色、水蓝色、绿色、粉色、橙色、棕色、红色）。右上角：小鼠大脑的垂直切片，不同颜色（橙色、绿色、蓝色、水蓝色、红色、紫色）代表不同细胞类型，代表特定细胞类型在该切片中的空间位置；右下角：小鼠大脑的垂直切片，不同颜色（橙色、绿色、蓝色、水蓝色、红色、紫色）代表不同细胞类型，代表特定细胞类型在该切片中的空间位置：多色圆圈（黄色、蓝色、水蓝色、绿色、粉红色、橙色、棕色、红色）代表根据表观基因组剖析在小鼠整个大脑中发现的细胞类型的数量和多样性。资料来源：索尔克研究所全脑分析和公众可及性两篇新论文的资深作者爱德华-卡拉韦教授说："这是整个大脑的研究，以前从未有过。观察整个大脑会产生一些想法和原理，而这些想法和原理是你每次观察一个部分所无法了解的"。为了帮助其他研究小鼠大脑的研究人员，新数据通过一个在线平台公开发布，不仅可以通过数据库进行搜索，还可以使用人工智能工具 ChatGPT 进行查询。索尔克研究教授玛格丽塔-贝伦斯（Margarita Behrens）补充说："将小鼠作为模式生物的人非常多，这为他们在涉及小鼠大脑的研究中提供了一个非常强大的新工具。"这期《自然》特刊共刊登了 10 篇美国国立卫生研究院大脑计划（NIH BRAIN Initiative）的文章，其中 4 篇由索尔克研究人员合著，描述了小鼠大脑的细胞及其连接。这四篇论文中的亮点包括单细胞 DNA 甲基化图谱为了确定小鼠大脑中的所有细胞类型，索尔克研究人员采用了一次分析一个脑细胞的尖端技术。这些单细胞方法既研究细胞内DNA的三维结构，也研究DNA上附着的甲基化学基团的模式这是基因受细胞控制的两种不同方式。2019年，埃克的实验室小组开创了同时进行这两项测量的方法，这让研究人员不仅能研究出不同细胞类型中哪些基因程序被激活，还能研究出这些程序是如何开启和关闭的。研究小组发现了基因在不同细胞类型中通过不同方式被激活的例子，就像用两个不同的开关打开或关闭电灯一样。了解了这些重叠的分子回路，研究人员就能更容易地开发出干预脑部疾病的新方法。埃克实验室的博士后研究员、本文第一作者刘汉清说："如果你能了解这些细胞类型中所有重要的调控元素，你也就能开始了解细胞的发育轨迹，这对了解自闭症和精神分裂症等神经发育疾病至关重要。"研究人员还对大脑的哪些区域含有哪些细胞类型有了新的发现。在对这些细胞类型进行编目时，他们还发现脑干和中脑的细胞类型远远多于大得多的大脑皮层这表明大脑的这些较小部分可能进化出了更多的功能。单细胞染色质图另一种间接确定DNA结构以及细胞正在积极利用哪段遗传物质的方法是测试哪些DNA可以被其他分子结合。加州大学圣地亚哥分校的任兵（Bing Ren）领导的研究人员（包括索尔克的埃克和贝伦斯）利用这种称为染色质可及性的方法，绘制了来自117只小鼠的230万个脑细胞的DNA结构图。然后，研究小组利用人工智能，根据这些染色质可及性模式，预测DNA的哪些部分是细胞状态的总体调控因子。他们发现的许多调控元件都位于DNA片段中，而这些DNA片段已经与人类脑部疾病有牵连；关于哪些细胞类型使用哪些调控元件的新知识有助于确定哪些细胞与哪些疾病有牵连。神经元投射和连接在贝伦斯、卡拉韦和埃克共同撰写的另一篇论文中，研究人员绘制了整个小鼠大脑神经元之间的连接图。然后，他们分析了这些图谱与细胞内甲基化模式的对比。这让他们发现了哪些基因负责引导神经元到达大脑的哪些区域。埃克实验室的博士后研究员、该论文的共同第一作者周景天（音译）说："我们发现了某些规则，这些规则根据细胞的DNA甲基化模式决定细胞投射到哪里。"神经元之间的连接对其功能至关重要，而这套新规则可能有助于研究人员研究疾病中出现问题的原因。比较小鼠、猴子和人类的运动皮层运动皮层是哺乳动物大脑中参与计划和执行自主肢体运动的部分。贝伦斯、埃克和任领导的研究人员研究了来自人类、小鼠和非人灵长类运动皮层的 20 多万个细胞的甲基化模式和 DNA 结构，以更好地了解运动皮层细胞在人类进化过程中的变化。他们能够确定特定调控蛋白的进化与基因表达模式进化之间的相关性。他们还发现，近 80% 的人类特有的调控元件是可转座元件DNA 的移动小段，可以很容易地改变在基因组中的位置。"我认为，总的来说，这一整套研究为其他人未来的研究提供了蓝图，"索尔克分子神经生物学文森特-科茨讲座教授卡拉韦说。"研究特定细胞类型的人现在可以查看我们的数据，了解这些细胞的所有连接方式以及它们的所有调控方式。这是一种资源，可以让人们提出自己的问题"。编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

研究人员在纽约市野鸟中检测到高致病性H5N1禽流感

研究人员在纽约市野鸟中检测到高致病性H5N1禽流感 这项研究强调，可能导致人畜共患病感染甚至大流行的动物与人类之间的联系并不局限于农村环境和商业家禽养殖，而是延伸到了城市中心。"据我所知，这是美国首次在城市地区开展大规模的禽流感研究，也是首次有社区积极参与的研究，"该研究的共同作者、纽约市病毒猎人（NYCVH）计划首席研究员、纽约市哈莱姆区 BioBus 社区科学主任 Christine Marizzi 博士说。"鸟类是发现纽约地区流行的流感和其他禽类病毒的关键，也是了解哪些病毒会对其他鸟类和人类造成危害的重要因素。我们需要更多的观察人员这就是为什么社区参与非常重要的原因"。这项研究是由 BioBus、西奈山伊坎医学院（Icahn School of Medicine at Mount Sinai）和野生鸟类基金会（Wild Bird Fund）合作开展的一项野生鸟类监测计划促成的。通过该计划，当地高中生作为带薪实习生在专家指导下参与研究和交流工作。学生们穿戴适当的防护装备，在城市公园和绿地收集鸟类粪便样本。其他来自城市野生鸟类的样本则由当地的动物康复中心（如野生鸟类基金会和纽约动物护理中心）提交给研究。然后，学生们在西奈山伊坎医学院的克拉默实验室帮助对所有样本进行病毒筛查。在这项研究中，NYCVH 在 2022 年 1 月至 2023 年 11 月期间收集并筛选了 1927 份样本，并在代表 4 个不同物种的 6 种城市鸟类中检测到了 H5N1 信号。所有阳性样本均来自城市野生动物康复中心，这强调了此类中心在病毒监测中的关键作用。研究人员将样本的基因构成与公共数据库中其他可用的 H5N1 病毒进行了比较，发现它们略有不同，属于两种不同的基因型，都是欧亚 H5N1 2.3.4.4.b 支系病毒和北美本地禽流感病毒的混合型。纽约市是候鸟迁徙途中的热门中转站。"必须指出的是，虽然我们在城市鸟类中发现了 H5N1，但这并不意味着人类流感大流行的开始。我们知道，H5N1 在纽约市已经存在了大约两年，但一直没有人感染病例的报道，"Marizzi 说。Marizzi 介绍说，他们在宣传活动中传播有关城市鸟类中 H5N1 病毒的知识，并提供有关人们如何保护自己的信息。"保持警惕并远离野生动物是明智之举。这也包括防止您的宠物与野生动物亲密接触，如果必须处理野生动物，那么在处理生病或受伤的鸟类或其他动物时，任何时候都必须采取安全的做法。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：