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Nature子刊:David Baker团队AI设计DNA结合蛋白,为小型化基因编辑调控工具开辟新思路
生物世界· 2025-09-21 10:05
文章核心观点 - 华盛顿大学David Baker教授团队成功开发出一种计算设计方法 用于生成序列特异性DNA结合蛋白 该蛋白可在大肠杆菌和哺乳动物细胞中抑制或激活邻近基因转录 为基因编辑和调控提供了小型化、易于递送的新工具 [4][8][13] 研究背景与挑战 - 序列特异性DNA结合蛋白在生物学和生物技术领域具有关键作用 但计算设计能够识别任意靶位点的新型DBP仍是一个重大未解挑战 [2][3] - 天然蛋白质的DNA结合亲和力与特异性难以预测 且DNA表面去溶剂化的高自由能成本为从头设计带来挑战 [7] - 现有的DBP计算方法局限于重新设计现有天然复合物界面 受限于起始支架的刚性几何结构 限制了可识别靶序列的范围 [7] 现有技术局限性 - 当前主流基因编辑工具如锌指蛋白、TALE和CRISPR-Cas系统存在局限性 锌指蛋白工程设计耗时费力 TALE和CRISPR-Cas系统尺寸过大使治疗递送复杂化 [8] - CRISPR-Cas系统需要额外gRNA组件 且靶位点受PAM序列要求限制 其受限制的主链拓扑结构可能制约相互作用特异性的精确控制 [8] 新技术方法与成果 - 研究团队开发的计算方法可设计小型DNA结合蛋白 通过与DNA双螺旋大沟中的碱基相互作用来识别短的特定靶序列 [8] - 成功生成了靶向5个不同DNA靶点的结合蛋白 其亲和力达到中纳摩尔到高纳摩尔级 [8] - 单个结合模块在多达6个碱基对的位置上表现出与计算模型高度匹配的特异性 通过RFdiffusion将结合蛋白沿DNA刚性定位可实现更高阶特异性 [10] - 设计的DBP-靶点复合物的晶体结构与设计模型高度一致 [10] 应用验证与前景 - 设计的DBP在活细胞中发挥作用 成功在大肠杆菌以及哺乳动物细胞中抑制或激活了邻近基因的转录 [4][10][12] - 该研究方法为开发用于基因编辑和调控的小型化、易于递送的序列特异性DNA结合蛋白提供了新途径 [4][13]
改造关键蛋白可大幅降低先导编辑错误率
科技日报· 2025-09-19 07:57
技术突破核心 - 美国麻省理工学院研究团队通过改造关键蛋白,开发出新一代先导编辑器"vPE",大幅降低了基因编辑的错误率[1] - 该技术不增加递送难度,也不需要额外步骤,实现了更精准的编辑并减少不必要的突变[1] - 在常用编辑模式下,先导编辑的错误率从平均每7次编辑出错一次降低到每101次编辑才出错一次[1] - 在高精度模式下,错误率从平均122次出错一次降低到543次才出错一次[1] 技术演进与原理 - 基因治疗技术经历了从病毒载体递送新基因到锌指核酸酶修复,再到CRISPR系统的演进[1] - 先导编辑技术由麻省理工学院和哈佛大学布罗德研究所于2019年开发,其优势在于无需双链切割,而是利用改造后的Cas9酶在DNA单链上开口[1] - 2023年科学家发现某些突变Cas9酶能在预定位置附近切割,使旧DNA链稳定性下降,从而让新序列顺利整合,减少错误[2] - 研究团队通过组合突变体,将错误率降至原来的1/36,最终结合更稳定的RNA蛋白,使"vPE"的错误率降至原始版本的约1/60[2] 实验进展 - 相关降低错误率的实验已在小鼠和人类细胞中完成[2]
Nature:首批CRISPR基因编辑马诞生,肌肉更强,跑得更快!
生物世界· 2025-09-06 12:05
基因编辑技术突破 - 世界首批CRISPR基因编辑马于2025年9月诞生 通过CRISPR-Cas9技术敲除myostatin基因增强肌肉并提升速度[3][5][7] - 阿根廷非营利研究组织Kheiron Biotech培育5匹基因编辑马 采用克隆技术生成胚胎并诞下马匹[7] 基因编辑动物应用领域 - Acceligen公司开发CRISPR牛PRLR-SLICK 编辑催乳素受体基因使毛发短而光滑 提升耐热性以适应气候变化 2022年获美国FDA批准用于肉类生产及人类食用[9] - 印度研究人员培育世界首例CRISPR羊 编辑myostatin基因增强肌肉以提高羊肉产量[9] - Genus公司开发CD163基因突变猪 对猪繁殖与呼吸综合征病毒具有抗性 2020年获美国FDA批准 预计2026年上市销售[10] - Revivicor公司开发GalSafe猪 敲除GGTA1基因降低过敏原性 2020年获FDA批准用于生物医学治疗和人类食用 同时研究其器官移植至人体[10] - 中科奥格公司开发多重基因修饰猪 成功实现基因编辑猪肝脏、肾脏及肺的人体移植[10] 行业争议与挑战 - 基因编辑马引发传统马球运动争议 阿根廷马球协会禁止使用基因编辑马匹 国际马术联合会2019年已禁止此类做法[8] - 基因编辑技术面临伦理挑战 包括对动物健康及人类食用的潜在未知影响 以及基因编辑遗传至后代和野生动物种群的风险[11][12]
晚报 | 9月4日主题前瞻
选股宝· 2025-09-03 22:38
清洁机器人 - 上半年全球智能家居清洁机器人市场出货1535.2万台 同比增长33% [1] - 割草机器人出货234.3万台 同比增长327.2% 擦窗机器人出货80.9万台 同比增长52.1% [1] - 2025年全球市场出货预计3210万台 同比增长28.2% 2028年五年复合增长率达26% [1] 电力 - 浙江省新能源上网电价市场化改革实施方案提出风电光伏上网电量全部进入电力市场 [1] - 存量项目机制电价明确为0.4153元/千瓦时 增量项目实行机制电价竞价原则 [1] - 电力市场交易运营关键能力包括天气电价负荷市场需求的高精度预测和优化报价出力 [2] 脑机接口 - 上交所举办脑机接口主题未来产业沙龙 6家上市公司及12家产业链企业出席 [2] - 脑机接口技术分侵入式和非侵入式两大路线 应用涵盖医疗教育消费智能驾驶等领域 [2] - 潜在市场空间超过千亿美元 [2] 基因编辑 - 中科院研发新型染色体水平大片段DNA精准操纵技术PCE 实现千碱基到兆碱基级别编辑 [3] - 基因编辑技术可精准插入删除或替换基因序列 修复基因突变引起的疾病 [3] - 我国将基因编辑技术纳入十四五生物医药发展规划 推动创新疗法研发 [3] 黄金 - 世界黄金协会计划明年试点数字黄金形式 可能改变9000亿美元伦敦实物黄金市场生态 [4] - 数字黄金降低投资门槛 打破地域限制 实现全球化资产配置和低成本高效交易 [4] - 数字化后黄金可用于保证金要求和抵押品 从避险资产升级为金融基础设施 [4] 行业动态 - 富时中国A50指数纳入百济神州新易盛药明康德中际旭创 [5] - 重庆追加1.35亿元预算用于2025年10月汽车及电动自行车以旧换新补贴 [5] - 浙江新能源增量项目2025年第一次竞价申报电价不高于0.393元/kWh [7] 企业新闻 - 苹果预计2027年推出Vision Air 售价预估降逾50% [7] - 亿纬锂能全固态电池龙泉二号下线 面向人形机器人低空飞行器及AI领域 [7] - 优必选获得2.5亿元具身智能人形机器人产品及解决方案采购合同 [7] - 蚂蚁入股昕原半导体等企业 加快芯片布局 [7] 板块题材 - 数据中心储能需求有望高速增长 涉及股票002514 002150 002796 688411 300827 [9] - 国产芯片板块受台积电撤销在陆半导体工厂关键设备豁免影响 涉及股票300801 603163 [9] - 国际金价刷新历史新高 黄金板块涉及股票201069 600697 [10] - 固态电池行业多个大会将举办 龙头指引设备订单爆发 涉及股票603051 300801 688411 [10] - 机器人板块因宇树科技上市计划及特斯拉宏图计划4发布受关注 涉及股票002975 002547 603275 002067 600376 001380 [10] - 生物医药板块受国资委要求加快发展中央企业产业推动 涉及股票600721 603367 600079 [10] - 2025年暑期档电影总票房119.66亿元 同比增长2.76% 影视板块涉及股票601929 600715 002905 [10] - 东数西算/算力板块因阿里维持3800亿资本开支目标不变受关注 涉及股票002871 [11] - 大消费板块受国务院加快培育服务消费新型消费等新增长点推动 涉及股票603839 002269 [11] - 光通信板块受英伟达CFO预计2030年AI基建支出达3-4万亿美元推动 涉及股票201869 [11] - 光伏玻璃企业9月新单报价拟上调 光伏板块涉及股票300092 600358 603843 [11]
西湖大学开发相分离递送技术,重塑多种原代细胞CRISPR基因编辑治疗新格局
生物世界· 2025-09-02 12:03
基因编辑技术CRISPR-Cas9的应用价值 - CRISPR-Cas9技术因其高效、精准和可编程特性成为生物医学研究核心工具 推动基础生命科学发展和遗传病、肿瘤等重大疾病治疗策略创新 [1] - 功能细胞(尤其是免疫细胞和干细胞)的基因改造受到重点关注 原代T细胞是CAR-T、TCR-T等细胞疗法的重要载体 NK细胞是CAR-NK等免疫治疗的热点对象 干细胞编辑在再生医学中展现广阔前景 [1] 原代细胞基因编辑面临的递送挑战 - 原代免疫细胞和干细胞具有高度生理敏感性、有限体外扩增能力和低外源物质摄入效率 导致CRISPR组件递送成为关键瓶颈 [2] - 化学转染试剂(如脂质体)在原代细胞中效率低下且细胞毒性显著 电穿孔技术导致细胞存活率大幅下降和功能丧失 病毒载体存在插入突变风险、免疫原性及高成本问题 [2] 理想递送系统的核心要求 - 需兼具高转染效率、低细胞毒性、良好细胞功能维持和临床转化潜力 以提升基因编辑效率和临床应用可行性 [3] CRISPR-Cas9工作机制 - 系统源于细菌免疫机制 Cas9蛋白负责切割DNA双链 sgRNA引导靶向特定基因序列 具备高度可编程性和靶向特异性 [5][7] - 递送效率是发挥编辑作用的关键前提 尤其在难转染的原代免疫细胞和干细胞中 [8] ProteanFect递送系统的技术创新 - 基于生物分子凝聚体技术 模拟细胞内相分离现象 通过内吞途径温和递送RNP或mRNA-sgRNA复合物 避免细胞应激损伤 [9] - 操作流程包括凝聚体组装、细胞摄取、胞内释放与转运、靶向编辑 实现高效基因编辑 [11] - 规避电穿孔的高死亡率和病毒载体安全风险 编辑效率优于传统化学转染 保持细胞高存活率和功能完整性 [13] 实际应用性能数据 - 小鼠原代T细胞编辑中DNA突变率达84.3% 蛋白敲低效率达86.3% [14] - 人原代T细胞编辑中TRAC突变率达80.1% 蛋白敲低效率达85% [16] - iPSC编辑中碱基替换效率达55% 验证干细胞高效编辑能力 [17] 行业影响与公司定位 - 创新递送技术推动基因编辑从高难度操作向标准化流程转变 提升实验可重复性并为临床前研究提供平台 [13] - 公司专注于核酸递送领域 基于哺乳动物内源蛋白开发凝聚体递送平台 产品覆盖多种难转细胞系和原代细胞 [24][25] - 产品系列包括ProteanFect转染试剂盒、CRISPRMax mRNA编辑试剂盒和CRISPRMax Ultra RNP编辑试剂盒 针对不同细胞类型提供解决方案 [25]
2025 年全球资产配置新趋势解析
搜狐财经· 2025-08-20 16:39
港股生物医药与新能源板块 - 基因编辑龙头公司(1865.HK/7th)单周涨幅达12.3%创年内新高 [1] - AI辅助诊断系统获欧盟认证推动医疗赛道公司(1865.HK/9nd)股价突破50港元 [1] - 钠离子电池量产进度超预期的新能源企业(1865.HK/3rd)吸引北水资金持续流入 [1] 债券市场分化表现 - 美国十年期国债收益率维持在3.2%-3.5%区间震荡 [1] - 高评级绿色债券(1865.HK/8th)超额认购达5.7倍且票面利率4.15%低于市场预期 [1] - 垃圾债收益率攀升至9.8%反映市场对房地产行业担忧(1865.HK/5ed) [1] 黄金与避险资产 - 黄金价格突破每盎司2200美元创历史新高 [2] - 金矿公司(1865.HK/1st)因探明储量增加28%推动股价单日暴涨17% [2] - 实物黄金投资工具(1865.HK/6th)资产管理规模季度环比增长43% [2] 科技板块结构性机会 - 碳基芯片量产突破推动半导体公司(1865.HK/4th)获多家机构调高评级 [2] - 云计算服务商(1865.HK/2ed)二季度营收同比增长61%超出市场预期 [2] - 元宇宙概念股(1865.HK/0th)PE比率从峰值120倍回落至68倍 [2] 另类投资创新产品 - 碳信用衍生品(1865.HK/qwe)交易量月增幅达210% [2] - 水权交易指数(1865.HK/rty)连续三月收阳 [2] - 新兴投资标的与传统资产相关系数均低于0.3包括数字货币平台(1865.HK/7uj)和农业科技ETF(1865.HK/2ws) [3] 资金流向与投资工具 - 跨境ETF(1865.HK/poi)单周净申购创15亿元纪录 [3] - REITs产品(1865.HK/lkj)溢价率收窄至3.2% [3] - 通胀挂钩债券(1865.HK/mnb)设计机制可对冲CPI波动风险 [3] 资产配置策略 - 建议采取杠铃策略:70%资金配置稳健型资产(1865.HK/4rf) 30%布局高成长领域(1865.HK/8hn) [4] - 通过智能投顾系统(1865.HK/zxc)进行风险测评 [3] - 利用多因子模型(1865.HK/vfr)动态调整持仓结构 [3]
Cell:让“DNA剪刀”变身“RNA手术刀”!可爱龙团队将Cas9及其祖先转变为RNA编辑器
生物世界· 2025-08-19 12:02
CRISPR-Cas9与RNA编辑技术发展 - CRISPR-Cas9系统高效编辑DNA但存在不可逆性和永久性脱靶风险,限制了临床应用 [3] - RNA编辑具有瞬时性和可逆性,是更安全的基因编辑替代方案,但主流工具CRISPR-Cas13存在“旁系切割”缺陷,可能引发细胞毒性 [3] IscB与Cas9的工程化改造 - 耶鲁大学团队通过删除IscB和Cas9的TID/PID结构域,将其从DNA编辑器转变为RNA编辑器(R-IscB),性能媲美甚至超越Cas13且更安全 [4][8] - IscB是Cas9的祖先,尺寸为Cas9的1/3至1/2,天然识别单链DNA/RNA但倾向切割双链DNA,工程化改造后失去DNA结合能力,对单链RNA亲和力远超Cas13 [7][8] R-IscB的四大应用场景 1. **RNA剪接调控**:靶向杜氏肌营养不良症致病基因,使致病mRNA水平降至1/8,效果媲美ASO药物且无高剂量脱靶风险 [10] 2. **反式剪接**:修复囊性纤维化等复杂突变,可纠正点突变、多点突变及外显子插入/缺失 [10] 3. **RNA碱基编辑**:融合ADAR2酶实现A-to-I单碱基替换,修复mRNA点突变 [11] 4. **RNA切割降解**:改造HNH结构域增强切割活性,显著降低目标mRNA水平 [11] R-IscB相比Cas13的颠覆性优势 - **零毒性**:处理组细胞无死亡或形态异常,而Cas13导致24小时内大量凋亡 [13] - **超高活性**:剪接调控和RNA切割效率碾压Cas13 [13] - **小型化**:尺寸仅Cas13一半,更易装载AAV病毒载体适合体内递送 [13] - **技术普适性**:相同策略成功改造4种Cas9变体(NmeCas9、SaCas9等)均获高效RNA编辑能力 [13] 研究亮点与行业意义 - 通过“做减法”突破RNA编辑技术瓶颈,提供高效安全的新工具,为RNA疗法、基因调控及基础研究开辟新路径 [14][16] - R-IscB具备稳健的剪接干扰、碱基编辑和反式剪接能力,且方法可推广至多种Cas9变体 [17]
晚报 | 8月18日主题前瞻
选股宝· 2025-08-17 23:13
量子计算 - 清华、北大科研团队合作在国际上首次实现支持任意两比特量子门直接编程的指令集架构AshN,该架构已在北京量子信息科学研究院的超导量子比特平台验证成功 [1] - 量子计算产业正从实验室走向产业化应用,技术突破、政策与市场需求共同驱动发展,应用场景从专用计算向通用计算拓展 [1] - 中国"十四五"规划将量子科技列为核心战略,预计2025-2030年为商业化落地黄金窗口,市场规模有望达千亿美元 [1] 制冷剂 - 生态环境部拟自2026年1月1日起禁止生产以HFCs为制冷剂的家用电冰箱和冷柜产品,推动行业向第四代环保制冷剂转型 [2] - R290在冷柜领域应用占比预计2025年达30%,CO₂制冷系统与可再生能源结合后应用占比将达15% [2] - 政策加速构建以自然工质(R290、R600a、CO₂)为主导的环保制冷体系 [2] 基因编辑 - 全球首例基因编辑治疗1型糖尿病临床试验成功,患者移植改造胰岛细胞后恢复自主胰岛素生产能力 [3] - CRISPR技术使基因治疗适应症范围扩大至6000多种疾病,商业化潜力显著 [3] 商业航天 - 中国商业航天产业规模2024年达2.3万亿元(复合增长率22%),预计2025年增至2.8万亿元 [4] - 卫星互联网建设提速,9天内完成3组低轨卫星发射,手机直连卫星技术开辟新需求空间 [4] - 可复用火箭技术发展将降低发射成本,民商火箭企业首飞在即推动组网进程 [4] 人工智能与生物制造 - 工信部推动AI与生物制造深度融合,促进全产业链提质升级 [5] 首店经济 - 浙江计划2027年前新增城市品牌首店2000家(含华东区域高能级首店200家),打造50个首店集聚区 [6] 虚拟电厂 - 广州计划2027年实现500万千瓦分布式能源接入虚拟电厂,调节能力达150万千瓦,市级财政每年奖补1000万元 [6] 电子产业 - 2025年数据中心驱动的AI服务器需求增长,但消费电子因高通胀和创新不足陷入困境,2026年行业或进入低速调整期 [8] 行业动态 - 玻纤材料Low CTE供不应求,涉及宏和科技、东材科技等企业 [11] - 液冷服务器需求激增,OpenAI计划5个月内算力翻倍 [11][12] - 光伏组件缺货涨价,石英股份、欧晶科技等企业受益 [12] - 机器人产业加速发展,宇树科技预测1-2年内达"ChatGPT时刻" [13] - 国产芯片突破,首台商业电子束光刻机在杭州交付 [13]
约20家A股公司涉足基因编辑领域
证券日报· 2025-08-12 00:46
基因编辑技术突破 - 中国科学院开发新型基因编辑技术 实现从几千个碱基到几百万个碱基级别的大片段DNA精准操控 显著提升编辑尺度和能力 [1] - 该技术可对特定DNA片段进行敲除、加入和替换等操作 在基因组水平实现精确编辑 [1] - 研究成果发表于《细胞》杂志 显示中国在基因编辑基础研究领域取得重要进展 [1] 行业应用前景 - 基因编辑技术正从实验室向实际应用转化 2030年基因编辑疗法年总收入预计达300亿美元 [2] - 医学领域为遗传病治疗提供新方法 农业领域已培育出抗镉超级稻 生物制造领域可提升产量并降低成本 [2] - 技术发展呈现三大趋势:编辑效率与精准度提升 编辑范围扩大至染色体级 与合成生物学结合降低成本 [2] 中国市场布局 - A股约20家上市公司涉足基因编辑技术 覆盖医疗、农业、生物模型等多个领域 [3] - 稳健医疗通过基因编辑技术培育高衣分棉种 实现棉花改性 [3] - 皇氏集团构建奶水牛全基因组选择育种模型 储备水牛基因编辑技术 [3] - 南方模式生物累计研发超21000种基因修饰动物模型 其中13000种为自主研发标准化模型 [3] - 百普赛斯推出CAS系列蛋白产品 支持定点基因编辑等应用场景 [4] 技术优势与专利 - 中国基因编辑专利研发处于全球较高水平 已应用于8种主要农作物的性状改良 [2] - 技术优势体现在筛选优势性状、设计改造品种、提升产量品质等方面 [2]
精准操纵,中国团队研发出可编程染色体编辑技术
选股宝· 2025-08-11 23:16
基因组编辑技术突破 - 中国科学院遗传与发育生物学研究所研发出新型可编程染色体水平大片段DNA精准操纵技术 实现从千碱基到兆碱基级别DNA的多类型染色体精准操纵 [1] - 该技术显著提升真核生物基因组的操纵尺度和能力 为作物性状改良和遗传疾病治疗开辟新路径 [1] - 在遗传疾病治疗领域 技术有望为因染色体异常导致的疾病提供新的治疗思路 [1] 应用前景 - 精准染色体编辑技术突破将加速人工染色体构建 在合成生物学等新兴领域有重要应用前景 [1] 相关公司 - A股相关概念股包括新开源、贝瑞基因 [1]