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利用Cas12i和Cas12j在水稻、玉米、大豆、擬南芥和豬等農(nóng)業(yè)生物中驗(yàn)證了基因編輯的靶向剪切活性，達(dá)到產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的基本要求，為我國基因編輯產(chǎn)業(yè)化安全提供了重要保障。 一、項(xiàng)目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡介 基因編輯技術(shù)的核心是底盤核酸酶（Cas9、Cas12a、Cas12b），核酸酶的原始核心專利被美國等少數(shù)國家所壟斷。這些底盤核酸酶的多個(gè)核心專利已經(jīng)在包括中國在內(nèi)的許多國家獲得授權(quán)。因此，我國農(nóng)業(yè)生物基因編輯技術(shù)在產(chǎn)業(yè)化方面有受制于人的風(fēng)險(xiǎn)，必須研發(fā)出具有我國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核酸酶，打破國際專利壟斷。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)國家玉米改良中心積極開展具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新型底盤核酸酶發(fā)掘。2017年以來，研發(fā)團(tuán)隊(duì)從微生物宏基因組中發(fā)掘了一系列核酸酶，申報(bào)了14項(xiàng)國家發(fā)明專利。其中，Cas12i（專利號ZL201980014560.3）和Cas12j（專利號ZL 201980014005.0）兩個(gè)基因編輯核酸酶已于2021年獲得中國及中國香港地區(qū)的發(fā)明專利授權(quán)，并向美國、日本、歐盟等14個(gè)國家或地區(qū)提交專利申請。已經(jīng)利用Cas12i和Cas12j在水稻、玉米、大豆、擬南芥和豬等農(nóng)業(yè)生物中驗(yàn)證了基因編輯的靶向剪切活性，達(dá)到產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的基本要求，為我國基因編輯產(chǎn)業(yè)化安全提供了重要保障。目前，兩個(gè)專利已經(jīng)以排他性的方式許可給山東舜豐生物科技有限公司。

2020年4月27日，我校華西醫(yī)院胸部腫瘤科盧鈾教授團(tuán)隊(duì)在Nature Medicine在線發(fā)表了題為“Safety and feasibility of CRISPR-edited T cells in patients with refractory non-small-cell lung cancer”的研究結(jié)果，報(bào)道了利用CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)在體外T細(xì)胞中編輯PD-1基因，經(jīng)體外T細(xì)胞培養(yǎng)擴(kuò)增，再輸回非小細(xì)胞肺癌（NSCLC）受試者，首次證明了該療法在NSCLC中的安全性和可行性。第一作者兼通訊作者為華西醫(yī)院胸部腫瘤科盧鈾教授，其他并列第一作者為胸部腫瘤科薛建新研究員、周曉娟主治醫(yī)師，四川大學(xué)華西醫(yī)院為第一作者單位。 2016年7月，《Nature》雜志率先報(bào)道盧鈾教授團(tuán)隊(duì)計(jì)劃開展首個(gè)CRISPR–Cas9基因編輯人體臨床試驗(yàn)，并于2016年10月進(jìn)行了首例受試者治療。項(xiàng)目組嚴(yán)格按照臨床研究方案計(jì)劃，隨訪2年，截止時(shí)間為2020年1月31日。該臨床試驗(yàn)完成12例三線及以上治療失敗的晚期肺癌患者的基因編輯細(xì)胞治療，入組受試者安全性和耐受性良好，無3級及以上細(xì)胞治療相關(guān)毒性發(fā)生和治療相關(guān)性死亡。在入組的12例受試者中，中位無進(jìn)展生存時(shí)間（PFS）為7.7周，中位生存時(shí)間(OS) 為42.6周。臨床評價(jià)為疾病穩(wěn)定（SD）2例中，一例受試者穩(wěn)定時(shí)間近18個(gè)月。 該臨床試驗(yàn)還重點(diǎn)研究CRISPR基因編輯對T細(xì)胞制品的脫靶效應(yīng)，該團(tuán)隊(duì)分別利用二代測序技術(shù)（NGS）和全基因組測序技術(shù)（WGS）對細(xì)胞制品進(jìn)行脫靶檢測。結(jié)果顯示這種CRISPR基因編輯導(dǎo)致的脫靶效應(yīng)是低突變頻率或不常見的。該臨床研究是一項(xiàng)轉(zhuǎn)化性I期臨床試驗(yàn)，其成果的發(fā)表，為CRISPR基因編輯技術(shù)進(jìn)一步向臨床研究轉(zhuǎn)化提供了重要依據(jù)。

近日，北京大學(xué)心理與認(rèn)知科學(xué)學(xué)院、IDG麥戈文腦科學(xué)研究所、北大-清華生命科學(xué)聯(lián)合中心、海南大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院王征實(shí)驗(yàn)室與中國科學(xué)院王光中研究員合作，在Cell Reports在線發(fā)表題為“Noncoding transcripts are linked to brain resting-state activity in non-human primates”的研究論文，報(bào)道了利用實(shí)驗(yàn)室前期收集的獼猴全腦分區(qū)、單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組圖譜和靜息態(tài)腦影像數(shù)據(jù)，整合分析發(fā)現(xiàn)150個(gè)非編碼基因與蛋白編碼基因一起共同調(diào)控大腦網(wǎng)絡(luò)在靜息狀態(tài)下的同步自發(fā)振蕩活動(dòng)。此外，這些非編碼基因不僅與非神經(jīng)元細(xì)胞（如少突膠質(zhì)細(xì)胞）的功能有關(guān)，且與人類精神疾病如自閉癥、精神分裂癥的風(fēng)險(xiǎn)基因緊密關(guān)聯(lián)。

本發(fā)明公開了一種鈣依賴型蛋白激酶CPK32及其編碼基因和應(yīng)用。本發(fā)明的鈣依賴型蛋白激酶CPK32，其氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示，其編碼基因的CDS序列如SEQ ID NO.2所示。本發(fā)明發(fā)現(xiàn)CPK32基因?qū)肽康闹参镏泻竽軌蛘{(diào)節(jié)目的植物的開花時(shí)間、調(diào)節(jié)抽薹時(shí)的葉片數(shù)目或調(diào)節(jié)目的植物中FLC的表達(dá)量。本發(fā)明的鈣依賴型蛋白激酶CPK32對于改良作物的開花時(shí)間具有重要調(diào)節(jié)作用，在作物的種質(zhì)資源改良中具有較大應(yīng)用價(jià)值。

該研究揭示新型冠狀病毒（2019-nCoV）的基因組序列與SARS-CoV的差異很大，可以被認(rèn)為是一種新型的人類感染性乙型冠狀病毒。不過該病毒的原始宿主與SARS-CoV相同，都是蝙蝠。研究發(fā)現(xiàn)新型冠狀病毒進(jìn)入人類細(xì)胞所使用的分子“通道”，即人類的受體，可能也與SARS病毒相同，都是血管緊張素轉(zhuǎn)化酶2（ACE2）。 山東大學(xué)該研究在取自患者的全部10份基因樣本中均發(fā)現(xiàn)了2019-nCoV，包括8個(gè)完整基因組和2個(gè)部分基因組。各樣本的基因序列幾乎完全相同（超過99.98%的基因序列相同），這表明該病毒是最近才侵染人類。

一種類轉(zhuǎn)錄激活因子(TranscriptionActivatorLikeEffectors，TALE)，其特征在于所述類轉(zhuǎn)錄激活因子(TALE)能夠與人類CCR5基因活性區(qū)域或者CXCR4基因活性區(qū)域中的DNA片段識(shí)別并結(jié)合，所述人類CCR5基因活性區(qū)域一共有3個(gè)，所述CXCR4基因活性區(qū)域一共有2個(gè)。TALE與核酸內(nèi)切酶連接形成融合蛋白TALEN，利用該TALEN對CCR5基因或者CXCR4基因的特定位點(diǎn)進(jìn)行剪切，可以使得進(jìn)行基因調(diào)控后的細(xì)胞具備抵御HIV病毒的能力。

Lgr5是Wnt信號通路的下游靶基因，在耳蝸中Lgr5陽性細(xì)胞具有內(nèi)耳干細(xì)胞的特性，激活Wnt信號可以促進(jìn)Lgr5陽性內(nèi)耳干細(xì)胞的增殖，部分增殖后的Lgr5陽性細(xì)胞也可以分化成毛細(xì)胞。這暗示了可能通過 Wnt和 Notch，Shh，Hippo，等多種信號通路的協(xié)同調(diào)控來促進(jìn)Lgr5陽性內(nèi)耳干細(xì)胞增殖分化為具有功能的毛細(xì)胞，從而恢復(fù)聽力。本項(xiàng)目研究在小鼠毛細(xì)胞損傷模型中通過Wnt，Notch，Shh，Hippo等多種信號通路的協(xié)同調(diào)控，促進(jìn)Lgr5陽性內(nèi)耳干細(xì)胞增殖分化為具有功能的毛細(xì)胞。

通過比較基因組和進(jìn)化基因組學(xué)分析發(fā)現(xiàn)：Aigarchaeota和Thaumarchaeota由共同祖先分化形成，其祖先早期共同生存于高溫環(huán)境中，至今生存于高溫?zé)崛械腡haumarchaeota與Aigarchaeota仍呈現(xiàn)較高的功能相似性。它們的共同祖先共享1154個(gè)基因家族，其數(shù)目甚至超過現(xiàn)存Aigarchaeota基因家族數(shù)目，表明二者祖先的高度相似性。廣為人知的Thaumarchaeota早期并無氨氧化能力，而是后期于高溫生境中進(jìn)化所得，隨后Thaumarchaeota擴(kuò)散至海洋生境中，由于海洋生境中氮源的匱乏，因此Thaumarchaeota展現(xiàn)出獨(dú)特的競爭優(yōu)勢，而被保留于海洋生境中，從而實(shí)現(xiàn)高溫氨氧化古菌向中溫環(huán)境的轉(zhuǎn)變。       本研究通過重構(gòu)未培養(yǎng)古菌類群Aigarchaeota基因組信息，揭示其潛在的代謝潛能及其遺傳多樣性獲得機(jī)制，并結(jié)合數(shù)據(jù)庫中已有Thaumarchaeota和Aigarchaeota基因組進(jìn)行比較基因組學(xué)和進(jìn)化基因組學(xué)分析，勾勒出這兩個(gè)近緣支系的演化歷史場景，指出古菌類群 Thaumarchaeota和Aigarchaeota的共同祖先起源于高溫生境，頻繁的水平基因轉(zhuǎn)移極大地提升了兩者對各自生境的適應(yīng)性，該研究極大地促進(jìn)了我們對古老且神秘的古菌支系的認(rèn)知。

研發(fā)階段/n可用于豬肉質(zhì)性狀的遺傳改良，在豬的遺傳改良中肉質(zhì)性狀的測定需要進(jìn)行屠宰測定，肌內(nèi)脂肪含量和系水力是兩個(gè)重要的肉質(zhì)性狀，影響到肌內(nèi)的口感愜意度和屠宰后胴體出售前貯藏?fù)p失，應(yīng)用到商家的經(jīng)濟(jì)利益，這兩項(xiàng)專利的使用可以提高肌內(nèi)脂肪含量，降低屠宰后滴水損失（不需要進(jìn)行屠宰測定）。

本發(fā)明提供了一種變異的 SCN11A 基因，即人類周圍神經(jīng)發(fā)作性疼痛致病基因 SCN11A，其特征在于該變異的 SCN11A 基因的第 673位堿基由野生型的 C 變異為 T；或該變異的 SCN11A 基因的第 2423位堿基由野生型的 C 變異為 G。本發(fā)明還提供了一種檢測來源于人體生物樣本中是否存在所述基因的突變方法及檢測試劑盒。本發(fā)明提供的變異的人類 SCN11A 基因可用于制備人類周圍神經(jīng)發(fā)作性疼痛基因診斷芯片，變異的人類 SCN11A 基因所編碼的蛋白質(zhì)可作為治療人類周圍神經(jīng)發(fā)作性疼痛的藥