轰动性成果,1天连发4篇Science,阐述CRISPR技术在临床上诊断的应用,张锋居然贡献了2篇(详细解读,值得收藏)

2018年4月27日,4篇CRISPR技术在临床诊断相关应用的文章同时在Science杂志上发表,这也是CRISPR技术在临床上应用的前奏,具有里程碑式的意义。这4篇Science文章分别是:Doudna等研究组发表了题为“CRISPR-Cas12a target binding unleashes indiscriminate single-stranded DNase activity”的研究论文,该文章首次创建了一种名为DNA Endonuclease Targeted CRISPR Trans Reporter(DETECTR)的方法,该方法实现了DNA检测的超高的灵敏度。 DETECTR能够快速,专一地检测患者样本中的人瘤病毒,从而为分子诊断提供了一个简单的平台;张锋等研究组发表了题为“Multiplexed and portable nucleic acid detection platform with Cas13, Cas12a, and Csm6”的研究论文,该文章揭示SHERLOCKv2可通过侧流检测登革病毒或寨卡病毒ssRNA以及患者液体活检样本中的突变,突出其作为核酸的多路复用,便携式,快速和定量检测平台的潜力;张锋等研究组发表了题为“Field-deployable viral diagnostics using CRISPR-Cas13”的研究论文,该论文开发了HUDSON(加热未提取的诊断样品以消除核酸酶),该方案与SHERLOCK配对直接从体液中进行病毒检测,可在<2小时内直接从患者样品中进行DENV检测;Chertow发表了题为“Next-generation diagnostics with CRISPR”的研究展望,该论文谈到新兴的诊断工具必须与标准诊断进行比较以确保灵敏度和特异性,并且需要进行现场测试以确保患者护理环境的性能,因为环境条件和最终用户应用可能会影响性能。如果负担得起的话,经证实的检测方法有望在资源有限的环境中改善护理,其中未分化的发热性疾病是常态,诊断,靶向护理和感染控制方面的差距或延迟会导致传染病死亡率和传播。





1张锋开发Cas13,Cas12a和Csm6多重和便携式核酸检测平台



核酸的快速检测对于临床诊断和生物技术应用是不可或缺的。张锋等研究组最近开发了一个名为SHERLOCK(特定高灵敏度酶解报告系统)的平台,将等温预扩增与Cas13组合起来检测单个RNA或DNA分子。 


用Cas13酶联合治疗和诊断


通过对CRISPR酶学和应用开发的描述,张锋等研究组在此报告将SHERLOCKv2整合到四个方面:1)使用正交CRISPR酶的4通道单反应复合; 2)定量测量输入降至2 aM; 3)通过将Cas13与辅助性CRISPR相关酶Csm6组合,使信号灵敏度提高3.5倍; 和4)横向流动读出。 SHERLOCKv2可通过侧流检测登革病毒或寨卡病毒ssRNA以及患者液体活检样本中的突变,突出其作为核酸的多路复用,便携式,快速和定量检测平台的潜力。


原文链接:

http://science.sciencemag.org/content/360/6387/439/tab-pdf






2张锋等研究组开发开发了HUDSON(加热未提取的诊断样品以消除核酸酶)检测病毒新型方法



缓解全球传染病需要诊断工具,这些工具是敏感的,特定的,并且可快速部署。 在这项研究中,张锋等研究组证明了基于Cas13的SHERLOCK(特异性高灵敏度酶解报告基因解锁)平台可以检测患者样本中的寨卡病毒(ZIKV)和登革病毒(DENV),浓度低至每微升1拷贝。


来自患者样品和临床分离物的ZIKV和DENV检测


张锋等研究组开发了HUDSON(加热未提取的诊断样品以消除核酸酶),该方案与SHERLOCK配对直接从体液中进行病毒检测,可在<2小时内直接从患者样品中进行DENV检测。 张锋等研究组进一步证明SHERLOCK可以区分四种DENV血清型以及2015-2016流感大流行的ZIKV地区特定菌株。 最后,张锋等研究组报告了快速(<1周)的无仪器检测方法的设计和测试,以检测临床相关的病毒单核苷酸多态性。


原文链接:

http://science.sciencemag.org/content/360/6387/444





3Doudna研究组使用CRISPR-Cas13进行现场部署的病毒诊断



CRISPR-Cas12a(Cpf1)蛋白是RNA引导的酶,其结合并切割DNA作为细菌适应性免疫系统的组分。 像CRISPR-Cas9一样,Cas12a基于其产生靶向双链DNA(dsDNA)断裂的能力而被用于基因组编辑。


Cas12a靶标识别激活非特异性ssDNA切割


Doudna等研究组发现目标激活的非特异性ssDNase切割也是其他V型CRISPR-Cas12酶的特性。 通过将Cas12a ssDNase激活与等温扩增相结合,Doudna等研究组创建了一种名为DNA Endonuclease Targeted CRISPR Trans Reporter(DETECTR)的方法,该方法实现了DNA检测的超高的灵敏度。 DETECTR能够快速,专一地检测患者样本中的人瘤病毒,从而为分子诊断提供了一个简单的平台。



原文链接:

http://science.sciencemag.org/content/360/6387/436





4Doudna研究组使用CRISPR-Cas13进行现场部署的病毒诊断



快速准确地识别传染病对于优化临床护理和指导感染控制和公共卫生干预以限制高度专业化的医疗中心和远程医疗保健机构中的疾病传播至关重要。理想的诊断测试价格低廉,准确,并能迅速提供结果,可在多种样本类型上进行即时使用,无需专业技术人员,辅助设备或电源。对偏远地区出现但可能在全球范围内传播的高致病性病毒(例如埃博拉病毒和中东呼吸综合征冠状病毒)的这种测试将有助于早期发现病例并进行隔离,从而限制疾病传播并促进及时护理。


原核生物(细菌和古细菌)具有通过CRISPR和CRISPR相关(Cas)蛋白介导的遗传适应性免疫的前哨基因,发现导致了分子生物学领域的变革性进展,其中最显著的是基因编辑。在本期的第436,444和439页,Chen等人,Myhrvold等人和Gootenberg等人分别强调了CRISPR-Cas生物学的发展如何通过在人类中检测寨卡病毒(ZIKV),登革病毒(DENV)和人瘤病毒(HPV),将彻底改变传染病分子诊断领域样本和非传染性疾病,例如检测肺癌患者的循环无细胞DNA中的基因突变。


这些新兴的诊断工具必须与标准诊断进行比较以确保灵敏度和特异性,并且需要进行现场测试以确保患者护理环境的性能,因为环境条件和最终用户应用可能会影响性能。如果负担得起的话,经证实的检测方法有望在资源有限的环境中改善护理,其中未分化的发热性疾病是常态,诊断,靶向护理和感染控制方面的差距或延迟会导致传染病死亡率和传播。例如,结核病每年导致约130万人死亡,这是导致单一感染因素的主要原因,大多数死亡可以通过早期诊断和治疗来预防。


可以扩大检测范围,以提供对病原体抗性模式的指导,以指导抗菌治疗,指导感染控制的病原体活力的分子相关性,以及与其他标本类型(如粪便,呼吸道分泌物和脑脊液)的兼容性,与临床判断结合例如区分肠炎,肺炎和脑膜炎的病因。未来的工作将扩展到诊所,实验室和现场的传染性和非传染性疾病的诊断应用范围,其中测定的准确性,可靠性,简便性,速度,灵活性和成本将决定影响的范围。


原文链接:

http://science.sciencemag.org/content/360/6387/381





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第八期 CRISPR/Cas9基因编辑技术学习班(上海 6.23-24日)

CRISPR/Cas9技术培训背景介绍:

CRISPR/Cas9 是细菌和古细菌在长期选择压力中形成的一种适应性免疫防御,可用来有效抵御病毒及外源DNA的入侵。CRISPRType II已经被广泛用于基因工程,它包含Cas9crRNAtracrRNA,其中crRNA含有能够识别20bp的靶向互补序列。Cas9crRNAtracrRNA组成复合体,识别并结合crRNA互补的序列,然后解开DNA双链,Cas9中的HNH活性位点剪切crRNA的互补DNA链,RuvC活性位点剪切非互补链,最终导致DNA的双链断裂(DSB),进而实现基因的敲除和插入。

目前,CRISPR/Cas9系统已经广泛用于对哺乳动物细胞,细菌,斑马鱼,小鼠,猪,猴的基因编辑。本学习班将详细讲解CRISPR/Cas9基因编辑工具原理,操作流程,理论结合实践,将让大家详细了解到具体如何利用CRISPR/Cas9技术构建基因修饰动物等。学习班将为相关科研工作人员和兴趣爱好者提供了很好的培训资源 

 

讲师介绍:这次学习班我们邀请了两位在基因编辑领域具有丰富实操经验的教授作为主讲人,通过三天的系统学习,能让您熟悉并掌握基因编辑技术的核心知识点与详细操作技巧。




第一天与第二天主讲人:李博士


德国慕尼黑工业大学海归博士,具有多年丰富的基因编辑实操经验

参与德意志研究基金委项目(DFG)用于人类癌症研究的转基因克隆猪模型 (SCHN971/3-1)

Ø博士导师为原英国Roslin Institute克隆羊“多莉”团队的Prof. Dr. Angelika Schnieke

Ø成功构建世界上第一头ROSA26双荧光猪模型,极具有生物医学价值(已发表)。随后,成功构建Kras点突变基因修饰克隆猪模型,该模型为构建胰腺癌大动物模型提供了有力工具,为胰腺癌相关靶向药物开发,寻找新的胰腺癌治疗手段等提供了新的动物模型。


第三天主讲人:王永明教授

研究员,博士生导师,2015年国家青年千人获得者。1997-2001年就读兰州大学生命科学学院并获得学士学位,2001-2004年就读东北师范大学生命科学学院并获得硕士学位,2005-2010年在德国马克斯-德尔布吕克分子医学中心(MDC)做博士生研究,并获得柏林自由大学博士学位。2010-2013年在斯坦福大学医学院从事博士后研究。2013年至今历任复旦大学生命科学学院青年研究员、研究员。 

王永明博士于2010年在斯坦福大学医学院做博士后研究,较早的开展了对基因编辑技术的研究和应用,主要贡献有1)首次把基因编辑技术用到了心血管领域,论文发表在Circulation Research上,被评为2012年度心脏领域最好的论文;2)首次用基因编辑技术制作了长QT综合症干细胞模型;3)发明了附着体CRISPR/Cas9技术,可以高效的敲除基因;4)发明了高通量测试gRNA效率的方法,筛选了5万多个gRNA的活性。


日程安排


第一天周六上午 900-1200

1. 基因编辑技术原理

2. 基因编辑技术应用

3. 三种基因编辑技术(ZFNTALENCRISPR/Cas9)介绍

4. 其他类型的CRISPR核酸酶介绍(Cpf1, SaCas9,人工改造后的Cas9)

5. CRISPR/Cas9常用载体介绍

6. 基因序列分析(请自带可无线上网之笔记本电脑或手机,在线设计演练)

7. 设计gRNA的网站(在线设计演练)

8. 构建gRNA表达载体(设计演练

9. PCR引物设计设计演练

 

 

                   第一天周六下午 13:00-1800

10. 基因敲除的方法(设计演练

11. 基因敲入的方法(设计演练

12. 检测脱靶的方法

13. 提高CRISPR/Cas9特异性的方法

14. CRISPR/Cas9导入细胞的方法

 

 

  第二天 周日 上午 9:00-12:00

内容

1, px330质粒系统介绍。

2sgRNA oligos模板退火方案。

3退火gRNA与线性化CRISPR/Cas9载体连接详细方案。

4连接产物转化到大肠杆菌(DH5α

5转化产物涂板培养。

6,鉴定插入oligo后的基因编辑质粒ps330质粒体系。

7,构建同时敲除两个基因的质粒体系。

8,如何构建CRISPR/Cpf1质粒体系。

9CRISPR/Cpf1质粒体系鉴定。

 

 

第二天周日下午 13:00-18:00

1Cas9的多功能系统(如Cut, Nick, Activate, dCas9-FokI)的详细介绍。

2利用CRISPR/Cas9构建基因修饰小鼠方法介绍和实际操作方案

3CRISPR/Cas9相关基因修饰小鼠模型介绍和操作方案

4利用CRISPR/Cas9构建基因修饰大动物(猪、猴)方法介绍和实际操作方案

5CRISPR/Cas9与基因修饰大动物模型介绍和详细操作方案

专题:利用CRISPR/Cas9技术编辑动物细胞系

1, CRISPR/Cas9质粒细胞转染方法

2, 阳性细胞克隆筛选

3, 基因编辑细胞系的建立

4, 基因修饰情况分析方法

 

第三天 周一  上午9:00-12:00

1, CRISPR/Cas9重组子细菌克隆挑取,扩大化培养,鉴定,

2, 基因修饰基因组DNA模板(转染CRISPR/Cas9到动物细胞后提取DNA)制备

3, 目的靶基因的基因组DNA片段的PCR扩增,电泳检测PCR产物

4, PCR产物退火变性,T7E1酶切,电泳鉴定基因修饰情况

专题:利用CRISPR/Cas9技术构建基因敲除或敲入小鼠

1,基因编辑工具CRISPR/Cas9基本背景介绍

2sgRNA设计及其功能验证

3,小鼠受精卵分离和培养

4CRISPR/Cas9系统显微注射到小鼠受精卵

5,受精卵显微注射后回输到代孕母鼠体内

6PCRT7E1分析和鉴定基因敲除小鼠(Founder

7,基因敲除小鼠基因敲除情况分析

8CRISPR/Cas9构建基因敲除小鼠详细实验流程归纳和总结

 

第三天 周一 下午13:00-15:00

专题:实验结果的点评与讨论

1, CRISPR/Cas9载体构建讨论

2, 目的靶基因的基因组DNA片段的PCR扩增,电泳检测PCR产物结果讨论

3, PCR产物T7E1酶切,电泳鉴定基因修饰情况结果讨论

4, Sanger测序鉴定基因编辑结果

1) CRISPR/Cas9质粒阳性转化子测序结果确认

2) Sanger测序阅读基因编辑情况

3) 如何从测序色谱图中阅读靶向突变等位基因型

专题:利用CRISPR/Cas9技术构建基因修饰大型动物(猪)

1, 利用CRISPR/Cas9构建基因修饰大型动物(猪)流程

2, 基因修饰大型动物优势

3, 利用CRISPR/Cas9构建基因修饰大动物(猪)模型介绍

专题:CRISPR/Cas9脱靶问题分析

1, 脱靶产生的原因

2, 脱靶检测方法

3, 降低脱靶问题的方法

专题:基因编辑工具拓展

1, CRISPR/Cas9技术的发展与应用

2, 新基因编辑工具Cpf1C2C2的用法与比较

3, 基因编辑工具的伦理问题

4, 基因编辑工具的应用拓展。

5, 根据学员的研究内容,详细答疑如何使用基因编辑工具。




第八期上海CRISPR/Cas9基因编辑学习班时间,地点
培训时间:2018年6月23日-6月24日
培训地点: 浦东新区中兴和泰酒店
上海市浦东新区科苑路866号

相关介绍

注意点:每人需要带笔记本电脑! 

特别说明:如果需要我们的上外网路由神器,用于上google学术等国外网站,请自己在邀请函上加900元,我们会在你们的会务费发票上加900元,给您开发票,如果不需要神器,就是按照我们邀请函上的价格,神器可以至少保证用2年以后。



收费标准

注册费:3300元每位(注册费包含电子版教材、午餐,欢迎晚宴费用,住宿费自理。


优惠政策:

1. 提前20天确认报名及转账的优惠 100 元

2. 三人组团报名,每人可优惠3100元

3.  四人组团报名,每人收费3000元,

4.  五人组团报名缴费,额外带一人免费注册! 

5.  参加免注册费复听的老学员,需缴纳500元餐费(两顿午餐,一顿晚餐,可开会务费发票,介绍新学员来的,可免除餐费) 




可以开正规会务发票,纸质邀请函(盖红章)。 


特别说明:如果需要上外网路由神器,用于上google学术等国外网站,请自己在邀请函上加900元,我们会在你们的会务费的基础上加900元,给您开发票,如果不需要神器,就是按照我们邀请函上的价格



 推荐下面三个基因编辑用的质粒可以选择订购,每个质粒800元,3个一起订购按照600元一个 (发票单独开)  

      1,ps330A-cas9-sgRNA(可插入任意20bp靶点序列)
      2,ps330S-2-cas9-sgRNA(可用于同时敲除2个靶点的载体)
      3,p-p53-cas9-GFP (可用于小鼠p53基因敲除的载体)



报名方式

扫描下面二维码识别,即可报名登记!

咨询电话:021-50327163

金老师:18917745941

王老师:13818765978



往期上海基因编辑学习班合影







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