Complex Systems Discussion Group

 Forgot Password
 Register now

QQ登录

只需一步,快速开始

Search
12Next
Return to List Add thread
View: 1420|Reply: 24

The Future of Genomic Editing

[Copy Link]

1

Threads

21

Posts

48

Credits

Newbie Member


IP  10.1.15.167

Posted at 2018-1-19 20:38:05 | All floors |Read mode
Last edited by Bing_Liu In 2018-1-19 20:41 Editor

团队信息
            吴   岩    叉院——CQB      2016  (队长)
            董一名    叉院——CQB      2015
            司   雯    叉院——CLS       2015
            刘   冰    叉院——CQB      2016
            李   承   生科院—本科生   2014
            魏静怡   生科院—本科生   2014
            张丰哲   药学院—本科生   2017

来自不同学院、不同年级、不同背景的优秀小伙伴们因为对下一代基因编辑的兴趣,集结到一起,怀揣着希望利用基因编辑技术为人类健康贡献一份力量的理想,我们开始了我们的头脑风暴~







0

Threads

4

Posts

10

Credits

Newbie Member


IP  162.105.249.229

Posted at 2018-1-22 17:21:16 | All floors
Last edited by DaffyZhang In 2018-1-22 17:22 Editor

给司雯师姐打call!能够灵活使用AI的师姐最棒啦!

This post contains more resources

You need to Login Before they can download or view, Not have an account?Register now

x

0

Threads

4

Posts

10

Credits

Newbie Member


IP  162.105.249.229

Posted at 2018-1-22 17:25:58 | All floors
Last edited by DaffyZhang In 2018-1-22 17:27 Editor

在整个Brainstorming的过程中大家看了很多paper 并且收获了很多(●ˇ∀ˇ●)

This post contains more resources

You need to Login Before they can download or view, Not have an account?Register now

x

1

Threads

21

Posts

48

Credits

Newbie Member


IP  10.1.15.167

 Author| Posted at 2018-1-20 00:22:44 | All floors
Last edited by Bing_Liu In 2018-1-20 00:29 Editor

第五次讨论
时间:2018/01/19-01/20 19:00-01:30
地点:王克桢 448会议室
内容:
1.根据之前讨论方向,大家分工收集素材2.整理终期报告


1

Threads

21

Posts

48

Credits

Newbie Member


IP  10.1.15.167

 Author| Posted at 2018-1-19 21:10:36 | All floors
Last edited by Bing_Liu In 2018-1-19 21:33 Editor

第一次讨论(团队见面会):
时间:2017/12/24  21:00-23:30
地点:老化学楼东配楼-302
内容:
1.第一次讨论之前我们首先文献调研了目前的基因编辑手段
2.每个人选择一个方向准备文献共享和口头报告
3.之后大家对各方向进行讨论
4.讨论后确定大致方向为CRISPR相关的基因编辑
5.确认下次讨论的形式:每人选一个细分方向(带脑洞),准备5-10minPPT


This post contains more resources

You need to Login Before they can download or view, Not have an account?Register now

x

1

Threads

21

Posts

48

Credits

Newbie Member


IP  10.1.15.167

 Author| Posted at 2018-1-19 22:39:03 | All floors
第二次讨论:时间:2018/01/01  21:00-23:45
地点:综合科研楼 425
内容:
每人准备5-10minPPT,大家的细分方向为:
吴岩:脱靶相关模型
董一名、刘冰:off-target 原因分析和不同类型的CRISPR体系优劣势分析
李承:CRISPR的递送方法
司雯:cas9蛋白的重组
张丰哲:Crispr还有talen之类的技术的应用
魏静怡:提高HDR效率的方法

1.大家依次汇报,大家相互讨论
2.汇集了大家想法后,总结了出有关联的三个小方向
    分别是:1.sgRAN设计模型(脱靶预测);
                 2.对CRISPR系统的改造,提高HDR效率;
                 3.基于不同种类CRISPR蛋白结构域构建适配性光的CRISPR蛋白库;

示意图如下所示:



This post contains more resources

You need to Login Before they can download or view, Not have an account?Register now

x

1

Threads

21

Posts

48

Credits

Newbie Member


IP  10.1.15.167

 Author| Posted at 2018-1-19 23:38:41 | All floors
Last edited by Bing_Liu In 2018-1-19 23:39 Editor

第三次讨论:
时间:2018/01/05-06  21:00-01:00
地点:综合科研楼 3楼会议室
内容:
主要内容:完善之前讨论的思路,制作PPT
思路:
1.Predictionof off-target sites in regard to RNA-DNA binding affinity and otherfactors
2.Modularizationof the PAM-recognition domain and the rest domains of Cas9
3.Enhancementof HDR efficiency


设计图如下所示:




This post contains more resources

You need to Login Before they can download or view, Not have an account?Register now

x

1

Threads

21

Posts

48

Credits

Newbie Member


IP  10.1.15.167

 Author| Posted at 2018-1-19 23:51:43 | All floors
中期答辩时间:2018/01/06
地点:老化101会议室
主要内容:
老师给出对课题的意见,作为对已有技术CRISPR的改进不适合Brain Strom,希望更有创新性。

小组讨论修改课题方向,大家分散查看相关文献,讨论新的课题方向。

1

Threads

21

Posts

48

Credits

Newbie Member


IP  10.1.15.167

 Author| Posted at 2018-1-20 00:00:19 | All floors
线上讨论时间:2018/01/06-01/15
内容:
分工查阅文献,讨论方向

1

Threads

21

Posts

48

Credits

Newbie Member


IP  10.1.15.167

 Author| Posted at 2018-1-20 00:21:38 | All floors
第四次讨论
时间:2018/01/15 20:30-23:30
地点:王克桢 348会议室
内容:
1.大家讲解自己查看文献的方向,讨论整体思路
2.确定大致方向:CRISPR+SynNorth+CAR-T设计多靶标同时激活/抑制平台

思路示意图如下所示:

0

Threads

4

Posts

10

Credits

Newbie Member


IP  162.105.249.229

Posted at 2018-1-22 13:11:33 | All floors
Last edited by DaffyZhang In 2018-1-22 13:14 Editor

第六次讨论
时间:2018/01/21 20:45——00:00
地点:综合科研楼四楼会议室
内容:
1.制定终期汇报的思路
2.整理汇报ppt的outline
3.确定汇报人选及后续分工


This post contains more resources

You need to Login Before they can download or view, Not have an account?Register now

x

0

Threads

4

Posts

10

Credits

Newbie Member


IP  162.105.249.229

Posted at 2018-1-22 13:24:22 | All floors
Last edited by DaffyZhang In 2018-1-22 13:27 Editor

线上讨论也很多嗯!大家会分享一些自己看到的好的paper或者想到的new idea!
每次讨论之后都会自觉领锅!分担任务><
也会一起很有爱地整理终期报告,一起肝到凌晨两点!

This post contains more resources

You need to Login Before they can download or view, Not have an account?Register now

x

1

Threads

21

Posts

48

Credits

Newbie Member


IP  10.2.26.53

 Author| Posted at 2018-1-23 02:12:35 | All floors

第四次讨论的思路图:板书

1

Threads

21

Posts

48

Credits

Newbie Member


IP  10.2.26.53

 Author| Posted at 2018-1-23 02:12:51 | All floors

第四次讨论的思路图:板书

1

Threads

21

Posts

48

Credits

Newbie Member


IP  10.2.26.53

 Author| Posted at 2018-1-23 02:18:57 | All floors
小组最终课题的整体思路:

    免疫检查点抑制疗法是目前市面上最常用的肿瘤免疫治疗手段——通过外源施加特定抗体或小分子,以抑制免疫检查点如PD-1、CTLA-4等,激发免疫系统恢复原有的抗癌能力。目前免疫检查点抑制疗法存在毒性高,靶向性不强的问题,其中多免疫检查点抑制疗法的毒性效应最为显著,带来了痢疾、全身乏力、瘙痒症等副作用。因此我们设计了一种以SynNotch、CRISPRi为核心的逻辑门平台,以实现仅在肿瘤组织中特异抑制T细胞的免疫检查点,减少全身效应带来的副作用。除了可以应用于免疫抑制疗法,通过更换外源输入的蛋白适配体与sgRNA,我们可以利用此平台实现多种疾病的靶向性治疗,具有很强的拓展性与实用价值。   

1

Threads

21

Posts

48

Credits

Newbie Member


IP  10.2.26.53

 Author| Posted at 2018-1-23 02:23:24 | All floors

项目的立项依据

    免疫检查点抑制疗法是目前市面上最常用的肿瘤免疫治疗手段。免疫检查点蛋白主要包括CTLA-4与PD-1等,其中,CTLA-4主要抑制免疫起始功能[1],而PD-1主要通过与PD-L1或PDL-2的相互作用实现对T细胞受体的信号传递的调节[2,3],抑制T细胞的有效激活。免疫检查点抑制疗法即通过外源施加特定抗体或小分子以抑制这些免疫检查点蛋白,激发免疫系统恢复原有的抗癌能力。现在市面上已经开放出了抑制检查点蛋白的药物,如抑制CTLA-4的单克隆抗体[4],Ipilimumab和抑制PD-1的抗体pembrolizumab和nivolumab[5,6]。研究表明,靶向PD-1的治疗与靶向CTLA-4的治疗结合使用时,治疗效果明显提升,但是,其引发的毒性以及免疫相关的副作用也非常明显[7],甚至引起多种疾病,例如垂体炎、结肠炎、肝炎、肺炎和皮疹等[8,9]。

    所以,我们希望搭建一个治疗平台,能实现对肿瘤组织附近的T细胞以靶向性免疫检查点蛋白抑制,减少全身效应带来的副作用。我们希望达到两个目标:1.对肿瘤组织附近的T细胞的靶向性基因调控 2.同时调控T细胞中多个内源基因(这里主要是免疫检查点蛋白基因)。

    为了实现这两个目标,我们希望利用现有的基因编辑技术。

    应用最广泛的基因编辑技术利用了高效的DNA 靶向内切酶, 如Zinc finger nuclease (ZFN)[10] 、Transcription activator-like effector nuclease (TALEN)[11-12], 和 Clustered regulatory interspaced short palindromic Repeats (CRISPR)相关蛋白[13]。这些内切酶可以靶向地结合到DNA的特定位点并进行切割,造成DNA双链断裂。通过细胞自身的DNA修复机制,可以实现靶向基因的敲除、修复、插入等[14]。其中,最新发展的CRISPR/Cas9 技术由于其便利性、有效性和特异性被广泛应用于各个物种的基因编辑。但是,基于切割的基因编辑技术可能对基因组造成损伤,且修复是不可逆的,而CRISPR/Cas9 技术的一大诱人之处,在于它可以实现靶向性的“非切割式”的基因上调或下调。研究者发现,当对Cas9蛋白的核酸酶区域的两个位点进行突变后,Cas9 蛋白将失去切割DNA 序列的功能,但仍可以在sgRNA 的导向下特异性结合靶向序列,称为 Deactivated Cas9 或dCas9[14]。

    通过将dCas9 与多种不同调控因子融合,可以实现靶向性的基因抑制或激活,甚至是双向调控及较大范围内的表观遗传学修饰(表1)[15]。例如,将dCas9 与转录抑制因子 (KRAB等)融合,可以沉默内源基因的表达(如干性基因OCT4、SOX2 等),且可以抑制这些基因到精准的表达量[16];而将dCas9 与转录激活因子(VP16、p65 等)融合,则可以实现内源基因的激活[17]。所以,基于dCas9 抑制元件和激活元件,我们可以精准实现基因抑制或激活量,并且可以靶向性调控多种内源基因,很好地与我们的课题目标吻合。

    我们从免疫检查点相关基因切入,主要通过CRISPRi为核心,实现免疫细胞内多种免疫检查点基因的抑制;同时,引入SynNotch,通过将dCas9-KRAB连入其胞内域,再引入外源特异性蛋白适配器,实现肿瘤组织附近靶向性的免疫细胞激活,,减少全身效应带来的副作用。

    我们的平台有很大的应用前景。可以想见,当我们更换外源输入的蛋白适配体与sgRNA,我们可以靶向多种疾病,例如自身免疫疾病(风湿性关节炎、系统性红斑狼疮)、代谢类疾病(糖尿病、PKU)等。另外,我们可以再引入CRISPRa体系,同时激活多种基因,甚至实现细胞内双向调控,实现更大的治疗潜力。

表1  基于Cas9的基因编辑和基于dCas9的基因调控  [15]


This post contains more resources

You need to Login Before they can download or view, Not have an account?Register now

x

1

Threads

21

Posts

48

Credits

Newbie Member


IP  10.2.26.53

 Author| Posted at 2018-1-23 02:28:29 | All floors
研究内容:
1. AntiFITC-SynNotch-CRISPR-dCas9-KRAB的质粒构建与鉴定;sgRNA的合成与鉴定;金纳米递送颗粒的合成与鉴定。
2. 稳定表达SynNotch的T细胞系构建与鉴定。
3. 在体外条件下,输入与某种肿瘤表面抗原特异性结合的蛋白适配器,鉴定该抗原与sgRNA对改造后的T细胞表面共抑制信号的影响。4. 在换髓小鼠体内鉴定肿瘤细胞抗原与sgRNA对改造后的T细胞表面共抑制信号的影响;在换髓小鼠体内鉴定肿瘤细胞抗原与sgRNA对肿瘤生长的影响。
5.更换蛋白适配器,鉴定此逻辑平台对其他肿瘤的杀伤效果。

1

Threads

21

Posts

48

Credits

Newbie Member


IP  10.2.26.53

 Author| Posted at 2018-1-23 02:30:20 | All floors
研究目标:
1. 构建AntiFITC-SynNotch-CRISPR-dCas9-KRAB蛋白的表达质粒,为“与门”的逻辑设计提供基础。
2. 在体外实现“与门”对PD-1、CTLA-4等免疫检查点的抑制,为后续体内实验提供理论与实验基础。
3. 在小鼠体内实现“与门”对肿瘤区域中T细胞功能的恢复,实现对肿瘤生长的抑制,达到癌症治疗的目的。
4. 更换蛋白适配器抗原识别区域,以实现对多种肿瘤细胞的杀伤效果。

1

Threads

21

Posts

48

Credits

Newbie Member


IP  10.2.26.53

 Author| Posted at 2018-1-23 02:31:38 | All floors
关键科学问题:
1. 通过理性设计与实验筛选,挑选出对靶基因抑制效率最高的sgRNA。
2. 通过调节SynNotch的蛋白结构,包括各功能模块间的连接部分、CRISPRi的蛋白部分,提高“与门”的正交性与对靶基因抑制的高效性。
3. 调节金纳米递送颗粒的结构与组分,调节各组分的比例,提高外源sgRNA向细胞的递送效率。
4. 在小鼠体内实现“与门”的逻辑关系,验证该系统的可靠性与实用性。
5. 更换蛋白适配器的抗原识别区域,验证平台的普适性。

1

Threads

21

Posts

48

Credits

Newbie Member


IP  10.2.26.53

 Author| Posted at 2018-1-23 02:33:46 | All floors
我们的逻辑平台如下图所示:

图1. 通过“与门”实现T细胞免疫功能的恢复。T细胞表面表达我们改造的SynNotch受体,其胞外为anti-FITC模块,胞内段为CRISPR-dCas9-KRAB模块。由于SynNotch受体仅当配体存在于固定界面上才可进行信号的转导,因此 “与门”的两个输入信号分别为:1.结合癌细胞表面抗原的蛋白适配体;2.特定序列的sgRNA,此两信号均由外界注射入。当两个信号共同存在时,SynNotch受体被蛋白适配体活化,CRISPR-dCas9-KRAB模块脱离细胞膜,在特定几种sgRNA作用下进入核内抑制PD-1、CTLA-4、TIGIT等免疫检查点基因的表达,最终恢复T细胞的免疫活性,实现靶向性治疗。

This post contains more resources

You need to Login Before they can download or view, Not have an account?Register now

x
You need to log in before you can reply Login | Register now

This forum Credits Rules

Mobile ver.|Darkroom|Complex Systems Discussion Group

GMT+8, 2018-12-13 12:00 , Processed in 0.078010 second(s), 24 queries .

Powered by Discuz! X3 English ver.

© 2001-2013 Comsenz Inc.

Quick Reply Back to top Back to list