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开发了一个在线的个人基因组解码平台
一直以来，自从第二代高通量测序技术开发至今，基因组测序成本已经降低到3000美元，我们马上就要来到1000 dollar genome 的时代。然而从复杂冗余的基因序列中解读出与疾病相关，与药物相关的重要信息，已经成为当前生物信息学已经成为生物信息学中最重要的挑战。面对该挑战，程容海等人开发了一个在线的个人基因组解码平台（Virtual Pharmacist）。它可以支持分析目前主流的生物信息学数据格式，并且通过该软件后台的数据库和算法，挖掘出个人基因组中的基因突变（Single Nucleotide Polymorphism）与药物反应的关联性分析。该平台只需要用户上传SNP数据文件，或者是高通量测序文件便可以自动完成包括生物信息学分析，基因组信息解读（genomic interpretation），并最终呈现给用户一份详细的，用户友好的，关于195种药物反应的基因检测报告。
南方科技大学
2021-04-13
基于CRISPR/Cas9基因编辑系统的载体组合及其应用
01.成果简介 CRISPR/Cas9是细菌在长期演化过程中形成的一种适应性免疫防御系统。其工作原理是crRNA通过碱基配对与tracrRNA结合形成tracrRNA/crRNA复合物，此复合物引导核酸酶cas9蛋白在与crRNA配对的序列靶位点剪切双链DNA。经过研究，通过人工设计tracrRNA/crRNA，改造形成具有引导作用的sgRNA，可以引导Cas9蛋白在多种细胞的特定基因组位点上进行切割、修饰，并最终实现基因突变、插入或缺失。因此，CRISPR/Cas9系统已经被广泛应用于基因编辑技术领域。 近年来，CRISPR/Cas9基因编辑系统在真核生物和原核生物中得到了广泛的应用。在大肠杆菌等革兰氏阴性菌中，用一个载体表达cas9基因，同时由于革兰氏阴性菌重组效率低，需要在这个载体上表达λ-RED重组酶；在另一个载体中表达sgRNA和用于同源重组的同源臂序列。两个载体都转入大肠杆菌中时，sgRNA介导Cas9蛋白切割基因组上特定序列，形成双链断裂，刺激同源重组的发生，从而实现基因编辑。 本项成果构建了适用于盐单胞菌的基于CRISPR/Cas9的基因编辑系统。该系统由两个载体组成：第一个载体表达Cas9基因，且不需要表达λ-RED重组酶，实际操作中不再需要诱导λ-RED重组酶的表达，简化了步骤流程；第二个载体表达sgRNA，并含有用于同源重组的同源臂序列。从而实现了基因编辑。本项成果的技术优势包括： （1）基因编辑时间由原有的20余天缩短到7-8天； （2）N个基因编辑时间由原有的N个月缩短到3+5N天； （3）无需表达λ-RED重组酶。 图1 盐单胞菌TD01进行基因编辑的流程示意图02.应用前景 本项成果可作为CRISPR/Cas9基因编辑系统的载体，广泛应用于基因编辑领域。03.知识产权 本项成果已申请1项发明专利。04.团队介绍 本项目为多团队合作项目，其中一个团队的负责人为清华大学教授，博士生导师，长江学者特聘教授，国家杰出青年基金获得者。主要研究方向为合成生物学、微生物代谢工程、生物材料、工业生物技术。已发表国内外高水平学术论文数十篇，申请专利70余项。05.合作方式 投融资。06.联系方式邮箱：zhangxinrui@tsinghua.edu.cn
清华大学
2021-04-13
家蚕滞育品种的低温和早期浸酸催青转基因方法
一种家蚕滞育品种的低温催青转基因方法。用特殊的催青条件改变家蚕滞育品种下一代蚕卵的化性,使 特殊的催青条件下获得的当代家蚕滞育品种蚕蛾交配，产下非滞育的下一代蚕卵，最后参照非滞育家蚕卵胚 胎显微注射的转基因方法进行转基因，从而巧妙地突破家蚕滞育品种转基因技术的障碍并有效制作转基因 蚕。该方法直接采用生产中普遍使用的实用性家蚕滞育品种作为原始材料，可以避免漫长而烦琐的育种过 程，直接利用转基因技术创造出各种性状优良的新的特殊家蚕品种，可大大缩短育种的周期，节约大量的人 力和物力。一种家蚕滞育品种的早期浸酸转基因方法，利用在蚕卵胚胎发育至胚带形成之前的一定时间内， 即产卵后2个半小时之前对家蚕滞育卵进行盐酸的浸泡处理,随后对处理解除滞育的蚕卵进行風台显微注射， 催青孵化获得的GO代家蚕的饲养至化蛾，它们的自交或回交产生G1代，通过荧光标记筛选，从而有效制作 转基因家蚕。该方法直接采用生产中普遍使用的实用性家蚕滞育品种作为原始材料，可以避免漫长而烦琐的 育种过程,直接利用转基因技术创造出各种性状优良的新的特殊家蚕品种，可大大缩短育种的周期，节约大 量的人力和物力。
西南大学
2021-04-13
一种基因工程红球菌及其构建方法与应用
1. 痛点问题
红球菌是具有高抗逆性（耐有机溶剂、耐高温、耐酸碱）的特殊放线菌，日本30年前首先使用红球菌高效催化丙烯腈水合生产丙烯酰胺——其聚合产物广泛用于石油开采、水处理、土壤改良剂等领域——迄今为止仍是工业生物技术领域最成功的案例之一。开发红球菌基因编辑方法，一方面可以实现红球菌细胞自身性能的按需调控（如敲除副产物基因），解决丙烯酰胺、丙烯酸铵等酰胺、羧酸类大宗/精细化学品生产中的高成本和高排放问题，另一方面有望以红球菌细胞为普适性宿主，高表达各种外源功能酶，从而实现重组红球菌全细胞催化技术的普遍应用，尤其是解决手性医药中间体现有制备工艺中路线长、工艺复杂、原子经济性差、环境污染严重等各种主要问题。但是，作为一种革兰氏阳性放线菌，红色红球菌存在基因组中GC含量高、基因转化率低、非法重组严重等问题，基因组改造困难。目前红色红球菌基因组改造主要依赖于自杀质粒介导的同源重组，但自杀质粒转化效率和单交换成功率很低，正确编辑率更低。因此，迫切需要开发高效的红球菌基因组编辑工具。
2. 解决方案
本技术核心成果是一种基于CRISPR（成簇规律间隔短回文序列）-Cas9（DNA剪切蛋白）技术的红色红球菌基因组高效编辑方法。该技术通过红色红球菌特有启动子及质粒元件，首先实现了Cas9蛋白在红色红球菌中的表达及切割功能；其次成功规避了红球菌的限制修饰系统，将红色红球菌基因转化效率提高了80多倍；接下来，又通过红球菌重组酶的引入，显著提高了外源基因在红色红球菌中的同源重组效率，最终率先成功建立红色红球菌的CRISPR/Cas9基因编辑系统，不仅可以实现基因组上目标基因的敲除、替换和改造，也可实现多个基因的同时敲除以及无痕叠加敲除，为红球菌全细胞催化平台技术开发及其在化学品绿色先进制造中的应用奠定了坚实基础。
合作需求
开展合作开发、技术许可等，寻求有志于生物制药、生物合成、石油开采、日化洗涤等不同应用领域进行红球菌全细胞催化法生产目标产品的企业合作，尤其是在上述不同领域具有生产和销售优势或经验的企业。
清华大学
2021-12-16
Chordin A基因在湘军金鱼双尾性状中的作用机制研究
本试验通过石蜡切片技术对湘军金鱼性腺组织进行切片观察，发现9月龄的雄性湘军金鱼精巢中有大量的成熟精子，11月龄的雌性湘军金鱼卵巢中有成熟卵子。
一、项目进展
创意计划阶段
二、负责人及成员
姓名
学院/所学专业
入学/毕业时间
洪迪珊
湖南师范大学生命科学学院/生物科学
2018/2022
陈雨薇
湖南师范大学生命科学学院/生物技术
2018/2022
刘雨欣
湖南师范大学生命科学学院/生物科学
2019/2023
马彤彤
湖南师范大学生命科学学院/生物科学
2019/2023
黄志娴
湖南师范大学生命科学学院/生物科学
2018/2022
三、指导教师
姓名
学院/所学专业
职务/职称
研究方向
刘少军
湖南师范大学生命科学学院/鱼类遗传育种
教授
鱼类遗传育种
王余德
湖南师范大学生命科学学院/鱼类遗传育种
讲师
鱼类遗传育种
四、项目简介
为探究湘军金鱼的胚胎发育过程、能育性、倍性以及Chordin A基因在湘军金鱼的双尾性状形成过程中的作用，本试验通过石蜡切片技术对湘军金鱼性腺组织进行切片观察，发现9月龄的雄性湘军金鱼精巢中有大量的成熟精子，11月龄的雌性湘军金鱼卵巢中有成熟卵子。试验通过PHA体内诱导肾细胞制片法对湘军金鱼染色体数目进行统计，发现其染色体数目为100条。试验通过PCR技术获得了Chordin A基因全长，并对其进行生物信息学分析发现Chordin A基因全2634 bp，其中碱基A共618个，占比23.46%、碱基C共692个，占比26.27%、碱基G共756个，占比28.70%、碱基共568个，占比21.56%。碱基“G+C”占比 54.97%，碱基“A+T”占比45.03%。试验对湘军金鱼不同组织进行Chordin A基因的荧光定量PCR试验，发现Chordin A基因在尾鳍表达量最高。项目成员在进行科学探究的同时深挖湘军金鱼经济价值，项目组成员多次赴双峰县、龙田镇玉坪村等地进行实地调研,我们发现观赏鱼行业是朝阳行业，发展迅猛；与此同时湖南省休闲渔业来势喜人，但是观赏鱼普遍鱼病高发，变异物种破坏生态等问题。本项目借助湘军金鱼这一优质鱼种，通过互联网+农副产品的销售模式，变单一销售模式为多形式利益联合，拉动当地的经济增长。我们与村落达成了长期合作的关系。湘军金鱼作为优质观赏鱼备受消费者青睐。
湖南师范大学
2022-08-10
抑制ras原癌基因过表达的抗肿瘤中药组合物
全面开发了生脉散抑制 ras 原癌基因过表达中 的新用途，具体涉及在制备抑制 ras 原癌基因过表达的抗肿瘤药物中的应用。
兰州大学
2021-01-12
一种检测牛APAF1基因隐性致死突变的方法
本发明提供了一种检测牛APAF1基因隐性致死突变的方法，涉及分子生物学领域，本发明方法基于焦磷酸测序技术，采用一对扩增引物、一条通用引物和一条测序引物，其核苷酸序列如SEQ?ID?No.1、2、3、4所示，对牛5号染色体63150400bp位点的单核苷酸多态性进行分析，结果发现牛APAF1基因野生型纯合子在C碱基处有峰，T碱基处无峰；而致死突变携带者在C碱基与T碱基处均有峰。本发明提供的方法操作简单，灵敏度高，准确性强，通量高，检测成本低，可快速检测APAF1基因隐性致死突变携带者的个体，在牛的育种过程中具有重要应用价值。
中国农业大学
2021-04-11
一种植物磷转运蛋白及其编码基因和应用
本发明公开了蛋白质nog1在调控植物产量和/或穗粒数中的应用。所述蛋白质nog1为氨基酸序列是序列表中序列2所示的蛋白质；所述产量为单株产量；所述穗粒数为主茎穗粒数。实验证明，向Guichao 2中导入抑制所述蛋白质nog1表达的物质，得到转基因植物乙；与Guichao 2相比，转基因植物乙的单株产量减少和/或主茎穗粒数减少。将编码蛋白质nog1的核酸分子导入SIL176中，得到转基因植物甲；与SIL176相比，转基因植物甲的单株产量增加和/或主茎穗粒数增加。因此，蛋白质nog1对调控水稻产量和穗粒数具有非常重要的作用。
中国农业大学
2021-04-11
茶树咖啡碱合成酶基因启动子TCSP及其应用
项目成果/简介:本发明提供茶树咖啡碱合成酶基因启动子TCSP及其在制备转基因植物中的应用.本发明以茶树DNA为模板,用GenomeWalking方法克隆得到茶树TCS基因启动子序列,然后利用Gateway技术构建重组植物表达载体pKGWFS7TCSP,采用农杆菌介导的烟草遗传转化,以表达GUS基因的方式进行启动子活性功能验证.本发明首次从茶树中克隆出特异性咖啡碱合成酶基因启动子TCSP,并验证了其活性,对于揭示茶树咖啡碱合成的机理,生物调控茶树咖啡碱的含量具有重要意义.
安徽农业大学
2021-04-10
植物应答温度和高盐胁迫基因的挖掘和调控机制研究
高温、低温和盐碱胁迫已成为限制作物生产和植物生长发育的重要环境因子。本项目历时14年，以重要作物棉花和模式植物拟南芥为材料，将基因挖掘、机理探索与利用紧密结合，分离鉴定了多个温度和高盐胁迫应答基因、高效特异表达启动子及基因表达调控元件，探讨了其调控机制，为作物遗传改良提供了新基因资源和理论支撑。①发现了高温诱导的miRNA可变剪切新机制，探讨了低温胁迫下GhDREB1与激素的调控关系，为阐明植物应答温度胁迫的分子机理提供了新证据。②解析了GhZFP1、GhMT3a和GhNHX1等基因在植物高盐胁迫适应中通过调节Na+积累和清除活性氧发挥作用，为作物抗逆品种改良提供了重要基因资源。③发掘并鉴定了植物组织特异高效启动子和调控元件，阐明了核基质结合序列在提高遗传转化效率和转基因表达水平方面的作用，为植物遗传转化提供了有效表达载体。本成果在Molecular Cell等国内外学术刊物发表论文71篇，其中SCI论文62篇；总影响因子235，影响因子5以上论文15篇，单篇最高影响因子15.28，他引总计2227次。高温诱导的miRNA可变剪切阐明了环境胁迫与植物miRNA加工的调控关系，是本领域研究的重大发现，在国内外产生了较大影响，为提升我国在该领域研究的国际影响力发挥了积极作用。
山东农业大学
2021-04-23