编辑委员会 Dieter Birnbacher,海因里希·海涅大学哲学研究所,杜塞尔多夫,北莱茵-威斯特法伦州,德国 Roger Brownsword,法学院,伦敦国王学院,英国伦敦 Ruth Chadwick,经济与社会研究理事会中心,卡迪夫,英国 Paul Stephen Dempsey,蒙特利尔大学,航空航天法研究所,蒙特利尔,加拿大 Michael Froomkin,迈阿密大学法学院,迈阿密大学,佛罗里达州科勒尔盖布尔斯,美国 Serge Gutwirth,埃特尔贝克校区,布鲁塞尔自由大学,比利时埃尔森 Henk Ten Have,杜肯大学医疗伦理中心,宾夕法尼亚州匹兹堡,美国 Søren Holm,曼彻斯特大学社会伦理与政策中心,英国曼彻斯特 George Khushf,南卡罗来纳大学哲学系,南卡罗来纳州哥伦比亚,美国 法官 Michael Kirby,澳大利亚高等法院,澳大利亚金斯敦 Bartha Knoppers,蒙特利尔大学,加拿大魁北克省蒙特利尔 David Krieger,和平基金会,美国加利福尼亚州圣巴巴拉 Graeme Laurie,AHRC 知识产权和技术法中心,英国爱丁堡 René Oosterlinck,欧洲空间局,法国巴黎 John Weckert,查尔斯特大学,澳大利亚北沃加沃加
胞嘧啶碱基编辑器 (CBE) 可实现可编程的基因组 C·G 到 T·A 转换突变,通常包含经过修饰的 CRISPR-Cas 酶、天然存在的胞嘧啶脱氨酶和尿嘧啶修复抑制剂。先前的研究表明,利用天然存在的胞嘧啶脱氨酶的 CBE 可能导致无引导的全基因组胞嘧啶脱氨。尽管随后报道了可减少随机全基因组脱靶的改进型 CBE,但这些编辑器的靶向性能可能不理想。本文,我们报告了使用 TadA 的工程变体 (CBE-T) 的 CBE 的生成和表征,这些变体可在序列多样的基因组位点上实现高靶向 C·G 到 T·A,在原代细胞中表现出强大的活性,并且不会导致全基因组突变的可检测升高。此外,我们报道了胞嘧啶和腺嘌呤碱基编辑器 (CABE),它们可催化 A 到 I 和 C 到 U 编辑 (CABE-T)。与 ABE 一起,CBE-T 和 CABE-T 可使用实验室进化的 TadA 变体对所有转换突变进行可编程安装,与之前报道的 CBE 相比,这些变体具有更好的特性。
金帅, 1, 2, 6 费红远, 1, 2, 6 朱子旭, 1, 2, 6 罗英锋, 3, 6 刘金星, 1 高胜汉, 3 张锋, 4 陈宇航, 5 王彦鹏, 1, 2,* 和高彩霞 1, 2, 7,* 1 中国科学院遗传与发育生物学研究所、种子设计创新研究院、植物细胞与染色体工程国家重点实验室、基因组编辑中心,北京,中国 2 中国科学院大学现代农业学院,北京,中国 3 中国科学院微生物研究所、微生物资源国家重点实验室,北京,中国 4 明尼苏达大学植物与微生物生物学系、植物精准基因组学中心、微生物与植物基因组学研究所,明尼苏达州明尼阿波利斯55108,美国 5 中国科学院遗传与发育生物学研究所,种子设计创新研究院,分子发育生物学国家重点实验室,北京,中国 6 这些作者贡献相同 7 主要联系人 *通讯地址:yanpengwang@genetics.ac.cn (YW),cxgao@genetics.ac.cn (CG) https://doi.org/10.1016/j.molcel.2020.07.005
巴勒斯坦权力机构(PA)继续衰弱,在当地失去控制,特别是在约旦河西岸北部,马哈茂德·阿巴斯担任巴勒斯坦权力机构主席的时代即将结束,而没有明显的继任者或有序移交权力的机制。巴勒斯坦权力机构控制地区的真空,加上缺乏政治前景,导致恐怖袭击浪潮分散,狮子窝等暴力当地组织的崛起。这反过来又迫使以色列国防军加强在巴勒斯坦权力机构地区的行动,并大大增加了爆发大规模冲突的可能性。与此同时,西岸的犹太人定居点活动继续快速进行,以色列逐渐滑向事实上的一国现实。这排除了任何未来协议的选择,并挑战了以色列作为一个犹太民主国家的身份。在以色列新政府的领导下,这些进程中固有的危险可能会加剧,新政府明确主张扩大以色列在整个领土的存在,甚至吞并这些领土。
巴勒斯坦权力机构(PA)继续衰弱,在当地失去控制,特别是在约旦河西岸北部,马哈茂德·阿巴斯担任巴勒斯坦权力机构主席的时代即将结束,而没有明显的继任者或有序移交权力的机制。巴勒斯坦权力机构控制地区的真空,加上缺乏政治前景,导致恐怖袭击浪潮分散,狮子窝等暴力当地组织的崛起。这反过来又迫使以色列国防军加强在巴勒斯坦权力机构地区的行动,并大大增加了爆发大规模冲突的可能性。与此同时,西岸的犹太人定居点活动继续快速进行,以色列逐渐滑向事实上的一国现实。这排除了任何未来协议的选择,并挑战了以色列作为一个犹太民主国家的身份。在以色列新政府的领导下,这些进程中固有的危险可能会加剧,新政府明确主张扩大以色列在整个领土的存在,甚至吞并这些领土。
在这项研究中,我们生成并比较了三个针对马铃薯(卵巢结核)制成的胞苷碱基编辑器(CBE),该量子量其最多赋予了原生质体池中所有等位基因的43%C-T转换。早些时候,基因编辑的马铃薯植物是通过聚乙烯二烯介导的CRISPR/CAS9转化原生质体的转化而成功产生的。在一项研究中,通过用内源性马铃薯ST U6启动子替换U6-1启动子的标准拟南芥,从而获得了3 - 4倍的编辑效率。在这里,我们使用了这种优化的构建体(SP Cas9/ st u6-1 :: grna1,Target GRNA序列GGTC 4 C 5 TTGGAGC 12 AAAAAC 17 TGG)用于生成CBES量身定制的马铃薯,并测试了用于C-T碱基编辑的CBES在Granule-Bounchase-bound starch synthase 1 Gene中的C-T碱基编辑。首先,将链球菌CAS9转化为(D10A)Nickase(NCAS9)。接下来,来自人hapobec3a(A3a),大鼠(EVO_RAPOBEC1)(RA1)或Sea Lamprey(EVO_ PM CDA1)(CDA1)的三种胞质脱氨酶之一(cda1)与NCAS9和A尿素 - DNA Glycosylase融合了C-Encas9(CDA1)与每种模块化的链接。CBE的总体高度有效,A3A具有最佳的总体基础编辑活动,平均为34.5%,34.5%和27%的C-T转换为C4,C5和C12,而CDA1的平均基础编辑活动的平均基础编辑活性为34.5%,34%,34.5%,14.25%C4和C4,C4和C4,C4和C4,C4和C4,C4。ra1在C4和C5时表现出平均基础编辑活性为18.75%,19%的基础编辑活动,是唯一在C12时显示C-TO-T转换的基本编辑器。
基因编辑有可能解决农业、生物技术和人类健康领域的基本挑战。源自微生物的基于 CRISPR 的基因编辑器虽然功能强大,但在移植到非原生环境(例如人类细胞)时通常会表现出显著的功能权衡。人工智能 (AI) 支持的设计提供了一种强大的替代方案,有可能绕过进化限制并生成具有最佳属性的编辑器。在这里,使用在大规模生物多样性上训练的大型语言模型 (LLM),我们展示了首次使用 AI 设计的可编程基因编辑器成功精确编辑人类基因组。为了实现这一目标,我们通过系统地挖掘 26 兆碱基的组装基因组和元基因组,整理了超过一百万个 CRISPR 操纵子的数据集。我们通过生成自然界中发现的 CRISPR-Cas 家族中 4.8 倍的蛋白质簇数量并为 Cas9 样效应蛋白定制单向导 RNA 序列来展示我们模型的能力。生成的几个基因编辑器与 SpCas9(典型的基因编辑效应器)相比,表现出相当或更好的活性和特异性,同时在序列上相差 400 个突变。最后,我们展示了一个 AI 生成的基因编辑器,称为 OpenCRISPR-1,它表现出与碱基编辑的兼容性。我们公开发布 OpenCRISPR-1,以促进在研究和商业应用中广泛、合乎道德的使用。
视觉和空间认知、人机交互、思维漫游 我的研究考察了人类和其他动物用来解决各种视觉和空间问题的基本原理,以及如何在人工系统中实现这些原理,包括视觉感知(光流和自我运动判断、物体和场景识别、时间整合、视觉搜索等)、空间记忆和导航(参考框架、空间更新、重新定位、空间记忆中的系统性偏差、四维和非欧几里得空间中的学习等)、人机交互和生物信息人工智能(例如,人类与深度神经网络的类别学习)。此外,我还研究
摘要:尽管档案数字存储行业已接近其物理极限,但需求却在大幅增长,因此出现了替代产品。最近的努力已经证明了 DNA 作为数字存储介质的巨大潜力,具有卓越的信息耐久性、容量和能耗。然而,大多数提出的系统都需要按需从头 DNA 合成技术,这些技术会产生大量有毒废物,因此不具备工业可扩展性和环保性。受半导体存储设备架构和基因编辑最新发展的启发,我们创建了一种称为“DNA 突变覆盖存储”(DMOS)的分子数字数据存储系统,该系统通过利用组合、可寻址、正交和独立的体外 CRISPR 碱基编辑反应来存储信息,将数据写入绿色合成 DNA 磁带的空白池中。作为概念验证,我们在 DNA 磁带上写下了我们学校徽标的位图表示和本研究的标题,并准确地恢复了存储的数据。
碱基编辑器是专门设计的脱氨酶,能够以精确有效的方式定向转换基因组或转录组中的特定碱基,并有望纠正致病突变。限制这种强大方法应用的一个主要问题是脱靶编辑问题。最近的几项研究表明碱基编辑器会诱导大量脱靶 RNA 活性,并证明脱靶突变可能会被改进的脱氨酶版本或优化的向导 RNA 抑制。在这里,我们描述了一类新的脱靶事件,这些事件对于现有的检测基因组变异的方法来说是不可见的,因此迄今为止一直被忽视。我们表明,非特异性、看似随机的脱靶事件会影响整个基因组或转录组中的大量位点,并占脱靶活动的大多数。我们开发并采用一种对随机脱靶活动敏感的不同互补方法,并使用它来量化由于当前优化的脱氨酶编辑器而导致的大量脱靶 RNA 突变。我们提供了一种计算工具来量化全局脱靶活动,可用于优化未来的碱基编辑器。工程碱基编辑器能够以单碱基分辨率定向操纵基因组或转录组。我们相信,实施这种计算方法将有助于设计更具体的碱基编辑器。