染色体芯片检测

ACOG 会议上的演示资料展示了 PerkinElmer 的一项新技术　　马萨诸塞沃尔瑟姆 – 2009 年 5 月 4 日 – 专注于提高人类及其生存环境的健康与安全的全球领先公司 PerkinElmer, Inc.，今天宣布其用于快速、经济高效的检测染色体异常的新技术 - BACs on BeadsTM。首次展示了 BACs on BeadsTM 技术用于快速、单次同时检测染色体结构和数目的异常。　　今天在伊利诺伊州的芝加哥举行的美国妇产科学院年度会议上，阿尔伯特爱因斯坦医学院妇产科教授兼纽约贾克比医疗中心主席 Susan J. Gross 博士，展示了在其机构中开展的 BACs on BeadsTM 在羊水分析这一应用领域的结果数据。BACs on Beads™ 技术的此项应用目前正在 Gross 博士的实验室中进行临床验证。　　“BACs on BeadsTM 是一项适用于实验室开展检测的理想技术。此技术有潜力检测孕期重度伤残和智力缺陷等其它病例，它超越了目前唐氏综合症检测的技术。”Gross 博士说。“此项技术为进行经济高效的分子核型分析提供了巨大机会。”　　在 BACs on BeadsTM 中，针对兴趣基因位置的 DNA 探针与聚苯乙烯微珠结合在一起。样品中的互补 DNA 与微珠上的探针 DNA 杂交，然后进行测量以检测特定的染色体异常。　　“BACs on BeadsTM 实现了我们要传递新技术以造福于人类的健康和幸福的承诺。对于 BACs on BeadsTM 分子核型分析技术的首次应用，我们感到非常兴奋，”PerkinElmer 的基因筛查业务总裁 Ann-Christine Sundell 说。“我们期盼着 Gross 博士的成就达到巅峰，以便将 BACs on Beads 技术应用到日常临床使用中。”　　PerkinElmer 计划在今年下半年向全球推出用于研究用途的 BACs on BeadsTM 检测试剂盒。　　有关详细信息，请访问 PerkinElmer 网站，网址为 www.perkinelmer.com　　关于 PerkinElmer, Inc.　　PerkinElmer, Inc. 是一家专注于提高人类及环境的健康和安全的全球领先公司。据报道，该公司 2008 年收入约为 20 亿美元，拥有约 8,500 名员工，为超过 150 个国家/地区的客户提供服务，同时该公司也是标准普尔 500 指数的成员。 　　# # #　　媒体联系人：　　PerkinElmer：　　Henri Storm, +358-40-53 666 84　　Henri.Storm@PerkinElmer.com　　或　　Porter Novelli：　　Amy Speak, 617-897-8262　　Amy.Speak@porternovelli.com

很多人认为，“白银案”告破是因为基因技术的进步，其实Y-DNA遗传标记技术已有30多年历史，警方也并非第一次使用　　位列“中国四大谜案”之首的一桩陈年悬案告破，受害人家属得到欣慰的同时，传统的DNA技术以及新一代基因测序技术也都跟着走红了。　　公安部刑侦局8月27日发布消息，1988~2002年间强奸、杀害多名女性的犯罪嫌疑人高承勇在甘肃省白银市落网。高承勇对犯罪事实供认不讳，甘蒙“805”系列强奸杀人残害女性案(白银案)成功告破。　　由于帮助办案人员找到犯罪嫌疑人的是一种叫作Y-DNA遗传标记的技术，有人将该案的最终告破归因于基因技术的进步。事实上，Y-DNA遗传标记技术已有30多年历史，是一项十分成熟的技术，警方也并非第一次使用。　　相比Y-DNA遗传标记技术，新一代基因测序技术更为先进，基于新技术，寻人(寻亲)或许将不再是一件难事。未来，在医疗健康等领域，基因技术将开启一个新的千亿级市场。　　Y染色体检测技术立功　　提及司法侦破中的基因技术，很多人都会觉得“酷炫”，因为侦查人员可以仅凭现场的血迹、精液、指纹等身体特征线索，就能在茫茫人海中锁定犯罪嫌疑人。　　事实上，从线索到锁定嫌犯，中间还要跨越巨大的数据库鸿沟。　　甘肃省白银市在1988~2002年先后发生了9起女性惨遭入室杀害的案件。其间，内蒙古自治区包头市昆都仑区也发生过两起类似案件。　　虽然历次罪案现场都留下了数量不等的血迹、精液、指纹、足印等线索，但因为上世纪90年代西部地区的街头几乎没有监控探头，案发前后也几乎没有目击者和间接证人，警方一直未能查出凶手的身份。　　直到近期，与案犯同姓氏的远房堂叔因为在甘肃省武威市民勤县犯了罪被监视居住，白银警方采集到了他的血样，经Y-DNA检验分析后发现，结果与“805”大案嫌犯的Y-DNA信息相符合。这一初步检测的结果表明，案犯与此人有相同的Y染色体遗传，是同一家族的男性成员。　　警方随后启动家系排查，对其家族上下直系男性逐一筛排分析，尤其是警方已经掌握的嫌犯的大致年龄，最后确定此人的远房侄子高承勇具备作案条件。　　高承勇归案后，其本人指纹和DNA与案发现场的指纹和DNA相同。经审讯，案犯对犯罪事实供认不讳。　　30多年的老技术　　很多人认为，白银案最终告破是因为基因技术的进步，其实Y-DNA遗传标记技术已有30多年历史，警方也并非第一次使用这一技术。　　Y染色体鉴定为基础的姓氏检测，是一项生物技术，最早来源于亲子鉴定技术。DNA中有一种特异性的碱基序列称短串联重复顺序(Short Tandem Repeat， STR)，Y染色体上的STR称Y-STR，具有家族特异性。　　目前已在Y染色体上发现30个左右的STR标记物，通常选取其中6~10个标记物即可满足姓氏检测鉴定的基本要求。另有数据显示，如果把中国12.5亿的汉族人口按照Y-DNA的家系来区分，中国大约有100万个姓氏家系。　　华大司法研究人员张博士告诉记者，2006年8月告破的陕西汉阴邱兴华案也用到了这一技术。　　在山阴道观铁瓦殿杀害了10名道观管理人员和香客后，邱兴华逃离现场。公安人员从他抽过的烟蒂携带的脱落细胞上，进行了Y-染色体DNA检测，加上相关证人的描述，确定了邱兴华是犯罪嫌疑人并对他进行了抓捕。　　Y-DNA遗传标记技术出现了30多年，公安应用也较为广泛，只是普通人并不常接触。当然，这一技术的应用对于数据库内的DNA样本量也有一定要求。　　在业内人士看来，DNA技术用于司法破案的震慑作用比实际作用更大，只要在案发现场发现任何蛛丝马迹，公安人员就能通过一定的科技手段找到犯罪嫌疑人。　　千亿级市场待开启　　随着新一代基因测序仪的出现，新一代基因测序技术也将更多在司法领域“大显神威”。　　张博士告诉本报记者，比如新技术可以进行“基因画像”，和传统的画像方式相比，基因画像更加逼真。同时，对于一些复杂的犯罪现场，犯罪嫌疑人的DNA非常微量，可能还混杂了细菌、微生物等，用传统的技术无法检测，新一代基因测序技术都可以解决。　　新一代基因测序技术虽然更高效，但在司法鉴定中的推广比较慢，原因之一是成本高。新一代基因测序技术的成本与之前的技术相比，实现了“超摩尔定律”的降低速度，个人全基因组数据从最初的30亿美元，降低到目前的1000~1300美元左右，如果这一成本在几年内有望降低到100美元甚至更低，那普通人都可以到专业的基因机构存储自己的DNA信息。　　除了抓捕犯人，让走失的老人或儿童回家，也是DNA信息的重要作用。如果一名孩子或老人录入过DNA信息，一旦走失，被公安人员发现后，便可通过DNA信息比对，迅速找到失散的家人。　　基于寻人(寻亲)目的而存储的DNA信息不需要存储个人全基因组数据。张博士表示，只需要存储一些中立DNA，就能在茫茫几十亿人中确定并找到唯一的个人，也不会涉及这个人的功能基因和疾病信息。　　尽管市场上也有一些基因检测公司推出瞄准儿童走失的“基因ID”产品，但是，国内像华大司法一样具备司法部核准的第三方鉴定机构且掌握新一代基因技术的机构并不多。　　有些走失了孩子的家庭，父母并不知道可以通过孩子用过的牙刷、鞋袜提取到DNA信息，存储下来，未来如果孩子再有机会录入DNA信息，就能通过比对找到父母。　　华大司法近期推出的公益项目，就是免费帮助丢失儿童的家庭建立DNA档案，但是至今只有三个家庭主动向华大司法求助。　　“存储DNA的目的是为了让我们无论在哪儿都能找到家人。”张博士说。　　除了寻人，新一代基因测序技术还能用于亲子鉴定。张博士表示，传统的DNA分型技术只能在孩子出生以后或通过羊水穿刺这种有创方式来进行取样，确定孩子和父母之间的血缘关系。而利用新一代基因测序技术，仅通过抽取怀孕妈妈的外周血，就能尽早知道亲子信息。　　事实上，新一代基因测序技术除了司法领域的应用外，在临床医疗领域，很多基因测序公司已经研发出贯穿整个生命周期的产品，个体化医疗的时代正在被基因技术开启。　　比如，怀孕前可以做夫妇双方的遗传病基因检测，针对一些有经常性流产史的人也可以对流产组织进行基因检测辅助诊断，新生儿出生后可以做遗传代谢病、遗传性耳聋等儿童期高发遗传病检测，做到防患于未然。　　针对肿瘤基因检测，可以通过抽取外周血检测与肿瘤相关的508个基因，可以指导个体化用药，以及预测家族遗传性肿瘤的风险，在一些癌症治疗中，基因检测也可起到常规用药指导的作用。　　业内人士表示，如果这些检测产品能够经过监管部门审批，和医疗机构合作，进入临床使用，基因技术打开的将是一个千亿级的市场，而现在正处于市场看到光明前的黑暗期。

马萨诸塞沃尔瑟姆 – 2009 年 5 月 4 日 – 专注于提高人类及其生存环境的健康与安全的全球领先公司 PerkinElmer, Inc.，今天宣布其用于快速、经济高效的检测染色体异常的新技术 - BACs on Beads™ 。首次展示了 BACs on Beads™ 技术用于快速、单次同时检测染色体结构和数目的异常。 今天在伊利诺伊州的芝加哥举行的美国妇产科学院年度会议上，阿尔伯特爱因斯坦医学院妇产科教授兼纽约贾克比医疗中心主席 Susan J. Gross 博士， 展示了在其机构中开展的 BACs on Beads™ 在羊水分析这一应用领域的结果数据。BACs on Beads™ 技术的此项应用目前正在 Gross 博士的实验室 中进行临床验证。　　“BACs on Beads™ 是一项适用于实验室开展检测的理想技术。此技术有潜力检测孕期重度伤残和智力缺陷等其它病例，它超越了目前唐氏综合症检测的技术。”Gross 博士说。“此项技术为进行经济高效的分子核型分析提供了巨大机会。” 在 BACs on Beads™ 中，针对兴趣基因位置的 DNA 探针与聚苯乙烯微珠结合在一起。样品中的互补 DNA 与微珠上的探针 DNA 杂交，然后进行测量以 检测特定的染色体异常。　　“BACs on Beads™ 实现了我们要传递新技术以造福于人类的健康和幸福的承诺。对于 BACs on Beads™ 分子核型分析技术的首次应用， 我们感到非常兴奋，”PerkinElmer 的基因筛查业务总裁 Ann-Christine Sundell 说。“我们期盼着 Gross 博士的成就达到巅峰，以便将 BACs on Beads™ 技术应用到日常临床使用中。”　　PerkinElmer 计划在今年下半年向全球推出用于研究用途的 BACs on Beads™ 检测试剂盒。　　有关详细信息，请访问 PerkinElmer 网站，网址为 www.perkinelmer.com.cn　　关于 PerkinElmer, Inc.　　PerkinElmer, Inc. 是一家专注于提高人类及环境的健康和安全的全球领先公司。据报道，该公司 2008 年收入约为 20 亿美元，拥有 8,400 名员工，　　为超过 150 个国家/地区的客户提供服务，同时该公司也是标准普尔 500 指数的成员。有关其它信息，请访问 www.perkinelmer.com.cn 或 致电 1-877-PKI-NYSE。　　For Further Information　　媒体联络　　Henri Storm　　PerkinElmer, Inc.　　电子邮件：Henri.Storm@PerkinElmer.com　　电话： +358-40-53 666 84　　or　　Amy Speak　　Porter Novelli　　电子邮件： Amy.Speak@porternovelli.com　　电话：617-897-8262

近日台湾创业公司Aidmics便为iPad开发出一套新技能——用iPad检查自己祖传染色体的品质，该技能是通过一个名为iSperm的设备实现的，其中包含一个200倍光学放大器与1微米解析度的显微镜头、一个生物微流晶片以及一个精子分析App，只需要短短17秒便可让我们这种毫无医学知识的小白感受到祖先的荣光。　　当然这17秒绝对不包括你自己的事前准备，其中7秒用于视频的载入，10秒用于分析处理，不过由于医学管理方面的相关规定，该设备最早也要等到明年才能进入千万家庭中，售价大约在100美元-200美元之间，适合那些想要宝宝的家庭使用，那种每天数蝌蚪的生活真是连想都不敢想!

p　　最近，来自深圳华大基因、香港中文大学以及南京医科大学的研究人员通过实验证实了低覆盖全基因组测序应用于染色体变异a title="" style="color: rgb(0, 112, 192) text-decoration: underline " href="http://www.instrument.com.cn/application/SampleFilter-S01-T000-1-1-1.html" target="_self"span style="color: rgb(0, 112, 192) "strong临床筛查/strong/span/a的可行性与重要性，他们的研究成果就刊登在最新的Genetics in Medicine上。/pp　　实验过程中，研究人员通过高通量基因组测序对上百个产前及产后样本进行了染色体分析，有效检测结果率高达96%。研究样本共涵盖119例染色体异常与103例拷贝数异常，其中包括53%的流产胎儿以及14.7%的死胎。同时，研究人员根据样本来源为不同样本设计了多种诊断策略。/pp　　根据他们的实验过程与研究结果，论文的作者持续强调着他们的工作突出了NGS在产前及产后样本基因检测中的潜在重要性，应用NGS技术，研究人员检测到了常规核型分析及染色体微阵列分析所不能发现的多种染色体变异。/pp　　传统的微阵列比较基因组杂交以及SNP(单核苷酸多态性)阵列技术通常被用于诸如迪格奥尔格综合症、天使人综合症等疾病的致病性CNV(拷贝数变异)筛检。然而，对这些技术的回顾性研究却在不断暗示着NGS可能会发现一些诸如此类的传统筛检技术所不能发现的染色体错误。/pp　　相比之下，基于测序的低覆盖染色体筛检技术具有更高的敏感性与特异性。通过测序技术，研究人员在570例产前与产后样本中检出了异倍或致病性CNV。其中包括186例产后血样、37例死胎与198 例早期流产胎儿的组织样本以及149例其他产前样本。这些样本由中国以及香港的科研中心于2013年至2015年之间收集。/pp　　应用Illumina HiSeq 2000，研究团队成功地导出了549例样本的深度测序数据，剩余样本所导出的低质数据被研究人员归咎于原始样本的DNA质量过差。有赖于测序数据，研究人员揭示了119例样本中的染色体异常并在82例样本中发现了超过100种致病性CNV，82例样本中共计74例染色体缺失与29例染色体重复。同时，研究人员在11例样本中发现了镶嵌异倍体的存在。/pp　　研究人员表示，染色体的测序结果与微阵列检测结果相一致，同时测序还发现了32例微阵列检测并未发现的突变样本。/pp　　最终，文章的作者再次强调，他们的工作“突出了NGS在产前及产后样本基因检测中的潜在重要性， NGS有能力精确a title="" style="color: rgb(0, 112, 192) text-decoration: underline " href="http://www.instrument.com.cn/application/SampleFilter-S01-T000-1-1-1.html" target="_self"span style="color: rgb(0, 112, 192) "strong检测/strong/span/a常规核型分析及染色体微阵列分析所不能发现的多种染色体变异。”/p

随着两篇最新研究论文在顶尖学术期刊《自然》正式上线，人类Y染色体的完整序列终于展现在世人面前。这条染色体是人类的性别决定染色体之一，也是人类46条染色体中最后一条完全解码的染色体。▲人类Y染色体是人类基因组中最后一条得到完整测序的染色体（图片来源：参考资料[3]；Credit：Darryl Leja, National Human Genome Research Institute）2022年，在国际科研团队“端粒到端粒”联盟（T2T）的通力合作下，最新版的人类参考基因组（被命名为T2T-CHM13）问世，包括所有22条常染色体和X染色体的“无缝组装”，含有30.55亿对碱基。这份参考基因组达到了前所未有的完整程度，解开了染色体着丝粒等结构复杂的区域。然而，人类参考基因组中的Y染色体，仍有一大半序列是缺失的。Y染色体成为人类基因组的最后谜团，与其重复结构的异常复杂有关。所有染色体都有一些重复序列，但在Y染色体中，重复序列所占的篇幅特别大，将近一半——约3000万个碱基是重复序列，因此要把测序读取到的片段重新拼装起来就特别困难。玩过拼图的朋友知道，缺乏线条的纯色图案最具挑战。为了解决这一难题，T2T联盟领导的这项新研究应用了前沿的长读取测序技术和新型的计算组装方法，借鉴此前无缝组装人类其他染色体时的成功经验，首次完成了Y染色体的测序和组装。其结果填补了Y染色体长度50%以上的空白，同时纠正了原先人类参考基因组序列中Y染色体上的多个错误。▲全球100多名研究人员组成的团队对人类Y染色体进行了全面测序“最大的惊喜是，那些重复序列是如此有序。”论文通讯作者、T2T联盟的联合主席Adam Phillippy博士在美国国立卫生研究院（NIH）的新闻稿中指出，“过去我们不知道缺失的序列是如何组成的，有可能非常混乱。但事实相反，染色体中近一半由两段特定的重复序列——即‘卫星DNA’——交替组成，构成了拼布一般的图案。”根据此次获得的完整序列（T2T-Y），人类的Y染色体由62,460,029对碱基组成。科学家们从中新鉴定出了41个过去未知的蛋白编码基因，也揭示了影响生育的重要基因组特征。▲一条人类Y染色体的完整序列（图片来源：参考资料[1]）例如，Y染色体有一段被称为“无精子症因子区”，包含了与精子生成有关的几个基因。而这段DNA中有一组回文序列。这种回文结构会形成环状结构（DNA loop），有时DNA环被意外切断，造成缺失。而“无精子症因子区”的DNA缺失会破坏精子生成，导致不育。研究人员指出，有了完整的Y染色体序列，现在就可以更精确地分析这类缺失及其对精子生成的影响。这项研究还重点关注了TSPY（testis-specific protein Y）基因家族，即睾丸特异性蛋白编码基因，新发现的41个基因中有38个属于这一家族。它们的一大特征是串联重复拷贝非常多。研究人员在分析这一区域时发现，不同的个体含有的TSPY拷贝10~40个不等。Y染色体不仅结构复杂，还是人类染色体中变化速度最快的染色体，《自然》同期发表的另一篇研究论文便揭示了Y染色体在不同人群中的演化和变异。研究团队一共组装了43条来自不同男性个体的Y染色体，他们来自全球21个不同种群。这些组合提供了人类Y染色体在18.3万年间遗传变异的详细视图，揭示了新的DNA序列、保守区域的特征，并揭示了造成Y染色体复杂结构的分子机制。图片来源：123RF完整的人类Y染色体序列将为许多新发现打开大门。除了与性别决定有关的特征外，Y染色体上的基因对人类的其他性状和疾病也有影响，比如癌症的患病风险和严重程度。基于Y染色体的完整序列，后续将有更多研究可以围绕影响癌症或其他疾病的临床相关基因深入探索。一些研究发现，拥有Y染色体的人随着年龄增长会丢失部分或全部Y染色体，但科学家们还没有完全弄清这种情况为什么会发生、可能产生哪些影响。现在，解开这一谜团将变得容易。在意料之外的领域，研究论文也提供了一个有趣的发现：在过去有些研究中被认为是细菌DNA的遗传物质实际上来自人类的Y染色体，也就是被人类样本污染的结果。因为这些细菌样本在采集时，通常提取自人类皮肤，而过去由于人类参考基因组中Y染色体的大部分序列都是缺失的，一些未能被正确识别的序列就被误以为是细菌的。研究人员指出，更新的序列数据有望对细菌基因组的研究提供帮助。

2019年，BioArt曾解读Nature Reviews Cancer上的一篇观点文章（这篇观点文章是3月发表），讲述了染色体外DNA的（Extrachromosomal DNA，ecDNA）过去和未来（详见BioArt报道：特别推荐丨环状DNA的过去和未来），详细介绍了癌基因在ecDNA上扩增的重新发现的过程，强调ecDNA在肿瘤发病机制和加速癌症进化中的重要性。然而ecDNA的结构如何呢？同年11月21日，美国加州大学圣迭戈分校的Paul Mischel教授团队（注：Mischel正是Nature Reviews Cancer的通讯作者之一另外在2017年，Mischel团队曾发表一篇Nature文章揭示了染色体外癌基因扩增与肿瘤的关系）发表了Nature文章对ecDNA进行了详细解析，利用各种技术手段证明了ecDNA的存在形式是—环状，即ecDNA变成了eccDNA（详见BioArt报道：Nature亮点 | 吴思涵等首次解析肿瘤染色体外DNA的环状结构与功能）。功能上，eccDNA在癌症中扮演了重要的角色，尤其是原癌基因（详见BioArt报道：Nat Genet 丨ecDNA：在癌症基因组图谱上画出浓墨重彩的一笔）；来源上，eccDNA不仅来自于染色体，甚至可以整回到染色体中（详见BioArt报道：再一篇！Nat Genetics报道染色体外环状DNA新功能：驱动神经母细胞瘤基因组重排），那么，还有一个问题，eccDNA是否有序列或位置特异性，表观遗传学领域大佬哈佛医学院张毅教授于今年10月20日在Nature上给出了否定的回答，并提到eccDNA可能是基因组DNA随机断裂产生片段的环化产物（详见BioArt报道：专家点评Nature | 突破！张毅团队揭秘染色体之外环状DNA的前世今生）。再回到癌症，基因扩增对于癌症的发展“功不可没”，其扩增可以分为染色体外扩增（如双微体，double minutes，DM）和染色体内扩增（如均匀染色区，homogeneously staining regions，HSR）。除了DM和HSR，还有一种是巨型标记染色体（giant marker chromosomes）或者新染色体（neochromosomes）。这些概念也说明了癌症基因扩增中演化的复杂性。尽管扩增演化中的部分形式的机制已经相对比较明确了，比如串联重复等，但大部分还是不甚清楚。2021年11月15日，德国科隆大学儿童医院Matthias Fischer在Nature Genetics上发表了文章Chromothripsis followed by circular recombination drives oncogene amplification in human cancer，利用小儿神经母细胞瘤的全基因组测序发现一种新型扩增，并命名为“地震扩增”（seismic amplification，注：这一术语原本属于地质学或者地震相关学科），这一扩增的特点为多重重排和不连续的拷贝数，并且在38种不同类型肿瘤的发生率为9.9%（在38种不同类型肿瘤共计2756例病人中，出现例数为274，占9.9%）。机制上，地震扩增起始于染色体碎裂，产生染色体外环状DNA，之后是环状重组，由此导致原癌基因拷贝数增加、表达升高，从而促进癌症的发生。首先，研究人员检测了79例神经母细胞瘤样本的全基因组数据，对其基因扩增进行了详细分析，并将经历过14次及以上内部重排的扩增子定义为“地震扩增”。根据这一定义，神经母细胞瘤中228个扩增子中有20个属于“地震扩增”，并且影响了79例样本中的19例。其热点区域主要有两个，2p24（内部有MYCN）和12q13/12q15（内部有CDK4和MDM2）。除了神经母细胞瘤，研究人员进一步分析了TCGA上37种不同类型癌症的2677个肿瘤样本，对其“地震扩增”进行了描述。由于染色体碎裂可产生大规模的基因重组，研究人员比对了染色体碎裂和“地震扩增”的区域，发现77.6%的地震扩增子与染色体碎裂区域至少部分重合，其中34.9%是完全重合。同时研究人员排除了断裂—愈合—染色体桥循环（breakage-fusion-bridge cycles）是地震扩增起始事件的可能性。之后，研究人员对重排和扩增事件进行了分析，描述了“地震扩增”的过程模型：1）一个或多个染色体区域发生染色体碎裂；2）将随机片段整合为环状DNA；3）发生环状重组事件（这些环状重组事件与肿瘤细胞高频突变有关）；4）扩增区域或保留在双微体中、或以均匀染色区形式整合进染色体中、或形成新染色体。重要的是，“地震扩增”在肿瘤细胞中是稳定的，而非变化的。总之，该研究定义了一种复杂的基因扩增形式——“地震突变”，并描述了其扩增过程，为理解癌症基因组演化包括染色体外环状DNA提供了新的解读。原文链接：https://doi.org/10.1038/s41588-021-00951-7

性别决定过程中会出现X染色体失活（X chromosome inactivation，XCI）现象，其中涉及到一个非常关键的长非编码RNA Xist，在XCI过程中Xist由两条X染色体中的一个转录出来，覆盖在X染色体之上对X染色体进行沉默【1,2】。Xist通过招募染色质修饰蛋白、转录沉默因子以及其他的RNA结合蛋白，启动基因沉默并对X染色体进行大规模的重塑，形成非活性X染色体中心（inactive X chromosome，Xi）【3,4】。但X染色体上需要被沉默的基因有一千多个，而Xist只有几十个，并不与需要沉默的基因数量级相对应，因此X染色体的沉默的具体机制还不得而知。2021年11月4日，美国加州大学洛杉矶分校Kathrin Plath研究组与Tom Chou研究组以及Yolanda Markaki（第一作者）合作发文题为Xist nucleates local protein gradients to propagate silencing across the X chromosome，揭开了Xist通过对局部蛋白进行成核作用，促进Xist以及相关蛋白在X染色体上的覆盖，从而导致X染色体失活的分子机制。为了检测Xist如何介导X染色体失活，作者们将雌性小鼠胚胎干细胞分化形成外胚层类似细胞（Epiblast-like cells，EpiLCs），此时会促进Xist的表达以及X染色体失活的诱导（图1）。在分化培养的第二天D2到D4是基因沉默的关键时期。通过RNAs-seq，作者们对所有的X染色体相关的基因进行了检测，确认D2-D4是Xist发挥作用的时间框，与其相互作用蛋白一起促进了基因的逐渐沉默。因此，作者们将D2时期的X染色体称为pre-Xi，而将D4时期的染色体称为Xi。图1 外胚层类似细胞中Xist诱导X染色体失活通过对D2-D4转换过程中Xist覆盖体积的统计，作者们发现pre-Xi与Xa的体积相似，而D4的时候Xi的体积与体细胞中凝缩程度相似。而且通过原位杂交实验，作者们发现pre-Xi到Xi的过程中结构出现了显著变化，因此X染色体失活过程中出现了染色体高阶结构的不同。那么首先作者们想知道X染色体失活过程中Xist的数量具体是多少，为此作者们使用三维结构照明显微镜（Three-dimensional structured illumination microscopy，3D-SIM）对Xist的数量进行了统计，利用MS2-MCP实验系统【5】作者们发现Xist的数量大约是50个，每个点中包含两个Xist分子，在pre-Xi到Xi的过程中Xist的数量也没有出现显著的变化。但Xist点联合起来将X染色体上1000多个基因进行了沉默，Xist与被沉默的基因之间庞大的数量差引起了作者们的兴趣。能做到这一点的其中一个可能性是靶标基因之间可以通过快速扩散和瞬时的相互作用而被沉默。为了对这一假设进行检测，作者们检验了Xist点的移动性。作者们惊讶地发现，Xist点的位置几乎没有明显的融合和分裂，说明Xist点的信号位置是被严格限制的，而且主要位于开放的A-compartment之中。图2 Xist招募蛋白效应因子促进超复合体的形成那么Xist是如何做到沉默X染色体上的基因的呢？为此作者们想知道Xist点是否是通过招募其他的效应因子蛋白而导致在X染色体上的沉默的。作者们诱导基因沉默的效应因子蛋白进行检测，发现Xist点会招募其他效应因子比如SPEN等在Xist存在的局部区域形成大分子复合体（图2），增加局部蛋白质浓度形成Xi。SPEN能够形成大分子复合体依赖于其中存在内在无序序列【6】，通过敲除该内在无序序列，作者们发现SPEN蛋白招募进入Xist形成的复合体中也依赖于其内在无序序列，同时该序列对于X染色体失活过程也是非常关键的。Xist与形成的超复合体逐渐对X染色体进行塑形，促进X染色体上基因的沉默，形成X染色体失活中心区域（X-inactivation center，Xic），该区域包含正是Xist基因所存在的区域。图3 工作模型总的来说，该工作发现X染色体失活并非Xist通过扩散到整个染色体上促进基因沉默的，而是通过招募相关的效应因子蛋白形成大规模的、动态的蛋白质复合体（图3），促进X染色体高阶结构变化，逐渐凝缩并最终导致X染色体上的基因沉默。原文链接：https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.10.022

有机体从单个细胞开始，经过数百万代的分裂，最终生成骨骼、心脏、大脑和其他组成生物的成分。在这个复杂的过程中，DNA的转移是通过染色体这种离散包来进行的。在细胞分裂的每一代中，所有染色体的复制和精确分布是至关重要的。如果遗传的染色体成分发生改变，即使是轻微的改变，也可能导致出生缺陷和某些癌症。博士后学者Pablo Lara Gonzalez，生物科学部教授Arshad Desai和他们的同事在《Science》杂志上发表了一项新的研究，研究了每次细胞分裂时染色体如何正确遗传的奥秘。Lara Gonzalez和Desai使用了一种新的探针来监测这一过程的一个关键方面，他们详细研究了“等待”信号背后的机制，以确保细胞分裂不会过早启动。研究人员将他们的研究集中在 “纺锤体检查点”上，这是一种质量控制机制，可以确保细胞分裂过程中染色体的准确遗传。纺锤体检查点通路在染色体上的一个叫做着丝粒的位置被激活，着丝粒是一个机械界面，蛋白质纤维在这个界面上耦合，将染色体拉开。细胞与发育生物学（生物科学）和细胞与分子医学系（医学院）教授Desai说：“当着丝粒没有附着在这些蛋白质纤维上时，它们会发出‘等待’信号，使细胞停止有丝分裂（细胞分裂），从而为附着物的形成提供时间。”通过这种方式，细胞确保所有染色体正确连接，并准备在细胞分裂前被拉开，从而不留下任何染色体。在这篇论文中，研究人员描述了等待检查点信号是如何在未连接染色体的着丝粒上产生的。巧合的是，他们研制出了一种荧光探针，使他们第一次能够观察到活细胞着丝粒中等待信号产生的关键分子事件。Lara Gonzalez说：“这项研究发现了一个关键的‘媒人’分子，它将等待信号的两个成分结合在一起，而这两个成分不喜欢单独联系在一起。这些发现有助于解释为什么‘等待’检查点信号选择性地产生于动粒而不是细胞的其他部位。”研究人员说，这一发现为在某些疾病状态（如癌症）下如何降低染色体遗传的准确性提供了一个框架。

style type="text/css".TRS_Editor P{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor DIV{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor TD{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor TH{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor SPAN{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor FONT{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor UL{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor LI{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor A{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }/stylep　　利用代谢工程与合成生物学技术，创建高效生产天然或非天然化学品的微生物细胞工厂，已展现出良好的应用前景和巨大的市场潜力。然而，实验室构建的工程菌株大多基于质粒系统完成，通常需要抗生素和诱导剂来保证功能基因和途径的稳定存在，这为大规模低成本生产带来挑战。在染色体水平上进行基因编辑与操作，创建完全没有质粒、基因表达无需诱导的高产工程菌株，对于化学品的生物制造具有重要意义。然而，由于染色体拷贝数少、目标靶点不清楚、基因表达水平低、基因操作相对困难等因素，见诸报道的全染色体编辑的高产工程菌株很少。/pp　　针对这一挑战，中国科学院微生物研究所研究人员以大宗有机溶剂和潜在生物燃料——正丁醇为目标产品，以大肠杆菌为底盘细胞，创建全染色体编辑的丁醇细胞工厂。该研究的基本策略是将细胞工厂构建分为在染色体上创建生物合成途径与全染色体编辑优化两个部分，通过交互循环操作，不断强化丁醇途径以及底盘细胞对丁醇途径的支持能力，从而提高工程菌株的丁醇生产能力。经过以上策略获得的丁醇高产菌株，在简单批式发酵中可以产生20g/L的丁醇，达到产丁醇大肠杆菌最高水平；对葡萄糖的得率达到理论最大值的83%，超越天然的产丁醇梭菌，显示出全染色体编辑代谢工程的潜力。该菌株生产丁醇不需要添加任何抗生素和诱导剂，已在中科院天津工业生物技术研究所中试平台完成了放大测试，效果良好，具有工业化生产应用的潜力。/pp　　该研究使用一系列基因组操作技术，包括同源重组、l噬菌体Red重组技术、CRISPR/Cas9、Tn5转座子突变等，在大肠杆菌染色体水平上对38个基因进行编辑和操作，通过理性和非理性策略相结合，解决竞争碳流的副产物较多、丁醇生产能量和还原力不足、染色体基因表达强度弱等问题，最终获得了具有工业应用潜力的高产丁醇细胞工厂，为创建全染色体编辑的化学品高产细胞工厂提供了范例。/pp　　研究工作得到国家自然科学基金及国家863计划项目等资助，并已申请中国专利，相关研究成果在线发表在emMetabolic Engineering/em上。/ppbr//p

p　　2018年8月2日，央视网消息(新闻联播)：“经过四年研究攻关，中国科学院研究团队与国内多家单位合作，在国际上首次人工创建了单染色体的真核细胞，这也是继人工合成结晶牛胰岛素之后中国科学家在合成生物学领域取得的又一重大突破。这一成果8月2日在国际学术期刊《自然》在线发表。”/pp　　据小编细查，新闻中提及的中科院团队具体为中国科学院分子植物科学卓越创新中心/植物生理生态研究所覃重军研究组为主的研究团队。该团队完成了将单细胞真核生物酿酒酵母天然的十六条染色体人工创建为具有完整功能的单条染色体。该项工作表明，天然复杂的生命体系可以通过人工干预变简约，自然生命的界限可以被人为打破，甚至可以人工创造全新的自然界不存在的生命。/pp　　新闻里屡屡出现贝克曼库尔特流式经典产品——MoFlo™ XDP 超速流式细胞分选系统。其实在科学家的杰出成就中，MoFlo™ XDP的出现绝非偶然，甚至可以说是必备神器。因为作为世界上最强大的流式分选系统之一，MoFlo很早就建立了流式分选的金标准，它为推动细胞分选在科学界的应用做出了杰出贡献，在全球科学家中独享盛誉。此次MoFlo再度建立了流式分选的金标准，引领了流式分选的新潮流。/pp style="text-align: center "img width="557" height="428" title="微信图片_20180810174744.jpg" style="width: 458px height: 281px float: none " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/e8f71d02-791c-4da8-87cd-781927f1a7e3.jpg"//pp style="text-align: center "img width="557" height="447" title="微信图片_20180810174751.jpg" style="width: 455px height: 253px float: none " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/81b029b9-a828-4fc6-991c-2f3afc55e42e.jpg"//pp　　2018年是MoFlo系列产品诞辰30周年，自1988年问世以来MoFlo以其优越的性能，高活性、高纯度、高得率、超高速度一直引领着流式细胞分选仪的技术发展。从最早的Cicero、MoFlo Legacy到如今的MoFlo XDP、MoFlo Astrios EQ，MoFlo不断帮助科学家们登上一座座科学新高峰。染色体分选、精子分选、干细胞分选、痕量细胞分选、以及现在热门的单细胞分选、微颗粒分选，贝克曼库尔特生命科学部与科学家们一起不断让其进步，以满足日益增长的科研需求。/pp style="text-align: center "img width="599" height="255" title="微信图片_20180810174758.jpg" style="width: 461px height: 196px " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/8b909348-f55f-48da-ab57-bb20313bb91a.jpg"//pp style="text-align: center "　　span style="color: rgb(0, 176, 240) "strong1.集高速、高活性、高纯度、高得率为一身/strong/span/pp　　MoFlo系列流式细胞仪位于市面上速度最快的流式分选仪前列。最高每秒钟200,000的液滴形成能力超过其他产品一倍以上。在70,000 EPS分选条件下仍能保持99%以上的纯度及90%以上的得率。其高活性受到业界广泛认可，是干细胞及其他脆弱细胞研究的首选。/pp style="text-align: center "　span style="color: rgb(0, 176, 240) "strong　2.多激光多参数/strong/span/pp　　在MoFlo系统上最多可以配置7根高功率激光，最多同时检测44个参数。可以满足您任何实验的需求。/pp style="text-align: center "img width="599" height="336" title="微信图片_20180810174806.jpg" style="width: 442px height: 194px " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/526dbf61-a018-4aae-b7c7-fb2af3b5db4e.jpg"//pp style="text-align: center "　strongspan style="color: rgb(0, 176, 240) "　3.超大数据存储量/span/strong/pp　　Summit软件有大于10亿事件的单文件存储能力，没有参数限制。让您在研究稀有痕量细胞时能看见明显的群体，而不是类似噪音的小点，结果更加可靠。/pp style="text-align: center "img width="600" height="322" title="微信图片_20180810174810.jpg" style="width: 445px height: 220px " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/d97e8157-4587-433b-8150-330fa4df0d4a.jpg"//pp style="text-align: center "　strongspan style="color: rgb(0, 176, 240) "　4.混合分选模式/span/strong/pp　　在MoFlo的系统中，不管你做几路分选都可以对不同的分选液路设置独立的分选模式。富集、纯度、单细胞模式，适应不同群落要求，同时完成实验，不用多次分选。并且能对一群细胞设置多种分选模式，既要纯度又要得率，珍贵样本绝不浪费。/pp style="text-align: center "　strongspan style="color: rgb(0, 176, 240) "　5.不加电垂直分选/span/strong/pp　　单细胞测序最大的难题就是如何将一个目标细胞准确的分进仅有十几微升液体的管底。为了解决用户的难题，MoFlo独创不加电垂直分选功能。将废液流加电偏转，目标液滴不加电垂直下落，每一个目标细胞都可以精准的到达接受容器管底，不浪费您每一孔的努力!/pp style="text-align: center "img width="599" height="218" title="微信图片_20180810174817.jpg" style="width: 453px height: 176px " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/182637d7-9edb-4c9b-b479-d5dc03ad0571.jpg"//pp style="text-align: center "　strongspan style="color: rgb(0, 176, 240) "　6.卓越的小颗粒检测能力/span/strong/pp　　具备增强型前向检测器(eFSC)的MoFlo Astrios EQ，将流式的颗粒分辨率带入纳米级别。细胞外囊泡、外泌体流式分析分选的时代已经到来!/pp style="text-align: center "img width="601" height="466" title="微信图片_20180810174823.jpg" style="width: 453px height: 250px " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/ac1191ca-a7f0-44c5-bdde-0270afb55c71.jpg"//pp style="text-align: center "　　strongspan style="color: rgb(0, 176, 240) "7.IntelliSort II全自动分选设置及维持系统/span/strong/pp　　这么优秀的系统操作一定很复杂吧?No!No!No!有了IntelliSort II系统，分选设置只需依次点按三个扭，几分钟内分选设置自动完成。最重要的是还不需要微球哦!又快又省!而且系统还能自动维持分选状态，在一定范围内根据外部环境不断微调参数，保证从分选开始到结束效果始终如一。分选开始就可以干其他事情啦，让您可以真正实现walk away。/ppbr//p

日研究人员制成植物人工染色体有助开发新品种 日本冈山大学资源植物ELISA试剂盒研究所教授村田稔率领的研究小组２５日宣布，他们成功在植物细胞内人工制造出了带有遗传信息的染色体。这一成果将有助于开发新的作物品种。 ELISA试剂盒研究小组使用拟南芥，利用“自顶向下分析法”，通过操控细胞内原有的染色体，并进行改编，制作出了比通常染色体要小的环状人工染色体。即使是自花授粉的种子，也有４０％以上继承了这种人工染色体。 ELISA试剂盒研究小组说，利用植物制作出能被下一代继承的人工染色体，这在世界上尚属首次。通过向这种染色体植入特定的基因，就可培育出能抗病虫和抗倒伏的新植物和作物品种。 村田稔说：“利用这种技术，还可以只在水稻生长期间，植入抗病虫和抗倒伏的基因。”Mouse Linker for activation of T cell,LAT ELISA Kit 小鼠T细胞活化连接蛋白(LAT)ELISA试剂盒规格：96T/48TMouse lipoprotein lipase,LPL ELISA Kit小鼠脂蛋白脂酶(LPL)ELISA试剂盒规格：96T/48TMouse lipoprotein α,Lp-α ELISA Kit小鼠脂蛋白α(Lp-α)ELISA试剂盒规格：96T/48TMouse lipoprotein-associated phospholipase A2,Lp-PL-A2 ELISA Kit小鼠脂蛋白相关磷脂酶A2(Lp-PL-A2)ELISA试剂盒规格：96T/48TMouse L-Phenylalanine ammonla-lyase,PAL ELISA Kit 小鼠L苯丙氨酸解氨酶(PAL)ELISA试剂盒规格：96T/48TMouse L-phenylalanine,LPA ELISA Kit小鼠苯丙氨酸(LPA)ELISA试剂盒 规格：96T/48TMouse L-Selectin ELISA Kit 小鼠L选择素(L-Selectin/CD62L)ELISA试剂盒规格：96T/48TMouse Luteinizing Hormone-Releasing Hormone,LHRH ELISA Kit小鼠黄体生成素释放激素(LHRH)ELISA试剂盒规格：96T/48TMouse luteotropic hormone,LH ELISA Kit小鼠促黄体激素(LH)ELISA试剂盒规格：96T/48TMouse lymphocyte factor ELISA Kit小鼠淋巴细胞因子ELISA试剂盒 规格：96T/48TMouse lymphocyte function associated antigen 3,LFA-3 ELISA Kit小鼠淋巴细胞功能相关抗原3(LFA-3/CD58)ELISA试剂盒规格：96T/48TMouse lymphotactin,Lptn/LTN ELISA Kit小鼠淋巴细胞趋化因子(Lptn/LTN/XCL1)ELISA试剂盒规格：96T/48TMouse Lysozyme,LZM ELISA Kit 小鼠溶菌酶(LZM)ELISA试剂盒 规格：96T/48TMouse Macrophage Colony-Stimulating Factor,M-CSF ELISA Kit 小鼠巨噬细胞集落刺激因子(M-CSF)ELISA试剂盒规格：96T/48TMouse Macrophage Inflammatory Protein 1β,MIP-1β ELISA Kit 小鼠巨噬细胞炎性蛋白1β(MIP-1β/CCL4)ELISA试剂盒规格：96T/48TMouse Macrophage Inflammatory Protein 1δ,MIP-1δ ELISA Kit 小鼠巨噬细胞炎性蛋白1δ(MIP-1δ/CCL15)ELISA试剂盒 规格：96T/48T

2018年8月2日，央视网消息（新闻联播）：经过四年研究攻关，中国科学院研究团队与国内多家单位合作，在国际上首次人工创建了单染色体的真核细胞，这也是继人工合成结晶牛胰岛素之后中国科学家在合成生物学领域取得的又一重大突破。这一成果今天（2日）在国际学术期刊《自然》在线发表。据小编细查，新闻中提及的中科院团队具体为中国科学院分子植物科学卓越创新中心/植物生理生态研究所覃重军研究组为主的研究团队。该团队完成了将单细胞真核生物酿酒酵母天然的十六条染色体人工创建为具有完整功能的单条染色体。该项工作表明，天然复杂的生命体系可以通过人工干预变简约，自然生命的界限可以被人为打破，甚至可以人工创造全新的自然界不存在的生命。（相关报道请请见文末。）新闻一经播出，就有小贝家的粉丝迅速@小编。新闻里屡屡出现贝克曼库尔特流式产品线经典产品MoFlo™ XDP 超速流式细胞分选系统。其实在科学家的杰出成就中，MoFlo™ XDP的出现绝非偶然，甚至可以说是必备神器。因为作为世界上最强大的流式分选系统之一，Moflo很早之前就建立了流式分选的金标准，它为推动细胞分选在科学界的应用做了杰出贡献，在全球科学家中独享盛誉。此次MoFlo再度建立了流式分选的金标准，引领了流式分选的新潮流。2018年是MoFlo系列诞辰30周年，自1988年问世以来MoFlo以其优越的性能，高活性、高纯度、高得率、超高速度一直引领着流式细胞分选仪的技术发展。从最早的Cicero、MoFlo Legacy到如今的MoFlo XDP、MoFlo AstriosEQ，MoFlo不断帮助科学家们登上一个个科学高峰。染色体分选、精子分选、干细胞分选、痕量细胞分选、以及现在热门的单细胞分选、微颗粒分选，贝克曼库尔特生命科学部与科学家们一起不断让其进化，以满足日益增长的科研需求。那么MoFlo有什么独门秘诀呢？1.集高速、高活性、高纯度、高得率为一身；MoFlo系列流式细胞仪位于市面上速度最快的流式分选仪前列。最高每秒钟200,000的液滴行成能力超过其他产品一倍以上。在70,000 EPS分选条件下仍能保持99%以上的纯度及90%以上的得率。其高活性受到业界广泛认可，是干细胞及其他脆弱细胞研究的首选。2.多激光多参数；在MoFlo系统上最多可以配置7根高功率激光，最多同时检测44个参数。可以满足你任何实验的需求。3.超大数据存储量；Summit软件有大于10亿事件的单文件存储能力，没有参数限制。让你在研究稀有痕量细胞时能看见明显的群体，而不是类似噪音的小点，结果更加可靠。4.混合分选模式；在MoFlo的系统中，不管你做几路分选都可以对不同的分选液路设置独立的分选模式。富集、纯度、单细胞模式，适应不同群落要求，同时完成实验，不用多次分选。并且能对一群细胞设置多种分选模式，既要纯度又要得率，珍贵样本绝不浪费。5.不加电垂直分选；单细胞测序最大的难题就是如何将一个目标细胞准确的分进仅有十几微升液体的管底。为了解决用户的难题，MoFlo独创不加电垂直分选功能。将废液流加电偏转，目标液滴不加电垂直下落，每一个目标细胞都可以精准的到达接受容器管底，不浪费你每一孔的努力！6.卓越的小颗粒检测能力；具备增强型前向检测器（eFSC）的MoFlo AstriosEQ，将流式的颗粒分辨率带入纳米级别。细胞外囊泡、外泌体流式分析分选的时代已经到来！7.IntelliSort II全自动分选设置及维持系统：这么优秀的系统操作一定很复杂吧？No！No！No！有了IntelliSort II系统，分选设置只需依次点按三个扭，几分钟内分选设置自动完成。最重要的是还不需要微球哦！又快又省！而且系统还能自动维持分选状态，在一定范围内根据外部环境不断微调参数，保证从分选开始到结束效果始终如一。分选开始就可以干其他事情啦，让您可以真正实walkaway。See it, Sort it. Every well, every time. 分你所见，得您所愿。选择MoFlo，助您成功！赶快联系我们吧！相关报道：1. CCTV 1 新闻联播：[视频]我国合成生物学研究取得重大突破 创建世界首例人工单染色体真核细胞2.上海发布：【最新】中科院今早在沪宣布：我国实现合成生物学里程碑式突破！*本产品仅用于科研，不用于临床诊断。

p　　span style="color: rgb(255, 0, 0) "日前刚在英国 《自然》杂志发表领先世界的合成生物学成果，中国科学院分子植物科学卓越创新中心、植物生理生态研究所合成生物学重点实验室覃重军研究员就在媒体面前流露出内心焦虑：论文的第一作者、掌握了自己学术思想和实验关键技术的博士生邵洋洋正在申请海外博士后，其中就包括此次与他们同时发表类似论文的美国同行实验室。/span/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/ef2459e4-3725-47d6-a971-944dcbf97e7b.jpg" title="640-3.jpeg"//pp style="text-align: center "▲覃重军研究员（右）与论文第一作者也是团队成员之一的邵洋洋在实验室进行试验研究。/pp　　“为了学生的前途考虑，我希望她出国，但为国家考虑，我真希望能留住她。”覃重军无奈地说，span style="color: rgb(0, 112, 192) "按照国内学术圈现行的 “游戏规则”，年轻人若在国外实验室做出好的工作再回国，获得的待遇会好很多。能否根据真实学术水平和实际科研贡献，给予海内外青年人才同等待遇？这个近来被诸多讨论的话题，再次摆在我们面前。/span/pp　　strongspan style="color: rgb(255, 0, 0) "国内不乏孕育重大产出的优秀“学术土壤”/span/strong/pp　　将酿酒酵母中16条天然染色体，通过基因编辑的方法合成一条，覃重军研究团队在 “合并染色体”的国际竞争中拔得头筹。连他最强劲的竞争对手——美国科学院院士、纽约朗格尼医学中心的杰夫· 博伊克，都忍不住来问他，究竟是怎么会想到要这么做，又是怎样完成染色体 “十六合一”的？因为博伊克的实验室用了相同的技术路线，但只融合到两条染色体。/pp　　“这是只有外行才敢想的念头，一开始没多少人觉得我能做出来。”覃重军非常感谢植生所给了他宽松的氛围，支撑他度过了最艰难的时光，“整整五年，我没有发表一篇与酵母相关的论文，换在别的单位，或许早就让卷铺盖走人了。”/pp　　span style="color: rgb(0, 112, 192) "覃重军说，这次成功的关键是他在初期作了大量思考，清晰界定了实验的原则，同时实验室也在进行系统的技术积累。/span中国科学院上海植物生理生态研究所所长、中国科学院院士韩斌告诉记者，尽管覃重军没有出论文，但研究所更看重人才的长期发展，在国际评估中，他的研究方向一直得到认可，span style="color: rgb(0, 112, 192) "“需要五到十年才能出的重大成果，我们就该耐心等待。”/span为了让科学家安心做科研，植生所为各研究组长提供稳定的年薪，而非根据各研究组的科研经费多少来核算。/pp　　维持研究团队运转的人头费一直是件头疼事。多年来，覃重军研究组的“赤字”超过300万元。 “有些单位的研究组账面少于50万元，就可能被要求关闭，更不可能赤字运行。”为此，他感到十分幸运， “现在无论哪里要我去，我都不会离开植生所这片宽容的学术土壤。”更何况，这里每年都会冒出两三项引发学术界关注的重大成果，已初具国外著名实验室的创新氛围。/ppspan style="color: rgb(255, 0, 0) "strong　　优质“小环境”还需“大环境”扶持滋养/strong/span/pp　　宽松而有活力的 “学术土壤”在国内尽管还不多，但越来越多的 “星星之火”已经出现。不必远寻，就在生命科学领域，上海就有多个研究所具备了专注学术、宽容失败、奋力创新科研氛围，而且具备了国际一流的研究实力。/pp　　照理说，span style="color: rgb(0, 112, 192) "这样的研究所对优秀博士毕业生应该具有相当吸引力。但邵洋洋斟酌再三，还是决定申请海外博士后。/span的确，以此次单染色体人工酵母的工作，她可以申请到全球合成生物学领域任何一个顶尖实验室，去那些实验室接受训练和熏陶，这是每个年轻博士所向往的。然而，更吸引人的，是去一个优秀海外实验室学习上两三年，做出杰出工作再回国，就能比不出国的青年科学家获得更多科研经费支持和房贴，申请人才计划、科研项目都更有优势。/pp　　“可我又有什么理由阻止她出国做博士后呢？尽管我的研究组人手十分紧张，她走之后，很多后续工作可能难以开展。”span style="color: rgb(0, 112, 192) "尽管植生所的 “小环境”不错，但从整个科研大环境来看， “海归”标签依然在科研经费获取、人才评价等方面起着重要作用。这让覃重军如鲠在喉。/span/pp　　不久之前，中国科学院神经科学研究所博士后刘真受聘为研究组长，他也曾为是否出国做博士后而纠结过。尽管他留在国内并做出了世界首批克隆猴这样的杰出工作，但在科研启动期所获得的资助仍比不上 “海归”们。/pp　　span style="color: rgb(0, 112, 192) "“一个优秀博士生的流失，不仅意味着一段黄金创造力的流失，也可能将国内实验室的创新科研思路带给竞争对手。”痛心之余，覃重军疾呼，能否更公平地对待不同路径成长起来的人才，适时转变人才评价方式，让优秀博士生不必为了 “海归”标签而出国。/span/p

2021年7月15日星期四（北京时间：11:00PM），德国莱布尼茨植物遗传与作物研究所(IPK)的Stefan Heckmann教授和Yun-Jae Ahn博士将在线分享：基于naica六色微滴芯片数字PCR系统无需全基因组扩增 (WGA)，高通量绝对定量检测大麦单花粉核减数分裂重组率”的研究。本次网络研讨会将讨论关于开发单个花粉核基因分型，实现数字PCR高通量绝对定量检测四个特定染色体间隔内的减数分裂重组率。主题：naica六色微滴芯片数字PCR系统高通量绝对定量检测大麦单花粉中核减数分裂重组率日期：2021年7月15日（周四）时间：北京时间11:00PM内容简介：植物育种利用减数分裂重组产生的新等位基因组合。在受精前直接测量配子中的减数分裂重组率，从单个个体中筛选出大量的样本，无需隔离种群分子标记分析，无需费时的细胞学观察的交叉互换（Cross Over）检测。目前由于花粉核DNA含量有限(～5 pg/单倍体细胞核），大麦花粉单核基因分型方案需要先进行全基因组扩增（WGA），再进行PCR分型或单细胞测序，从而限制了分析样本的数量。德国莱布尼茨植物遗传与作物研究所(IPK)科学家，基于Stilla Technologies 公司的naica六色微滴芯片数字PCR系统，开发了一种单花粉核基因分型检测方法，在不进行WGA的情况下，以高通量测定四个特定染色体间隔内（两个着丝粒和两个远端）的减数分裂重组率。通过对花粉核的热稳定性限制性酶消化提高了基因分型检测的效率，完成了42,000多个花粉核进行了基因分型。杂交花粉核中测得的减数分裂重组率与隔离种群测得的重组率一致。基于naica六色微滴芯片数字PCR系统，通过多重分析可在两个染色体间隔同时检测，进一步提高了样本通量。该系统同时兼容基于多种不同核大小和DNA数量的农作物细胞核，证明基于naica六色微滴芯片数字PCR系统的单核基因分型检测方法具有广泛适用性。该成果“High-throughput measuring of meiotic recombination rates in barley pollen nuclei using Crystal Digital PCR™ ”已发表于The Plant Journal ( IF 6.417 ) PubDate : 2021-05-05 ,DOI: 10.1111/tpj.15305主讲人：Evi Lianidou博士（雅典大学分析化学和临床化学）德国莱布尼茨植物遗传与作物研究所(IPK)，隶属于德国莱布尼茨科学联合会，坐落于德国Gatersleben，研究定位以作物为主要对象，研究野生和栽培植物的遗传多样性，并利用这些材料，开展具有原创性的科学发现和技术创新，并实现农作物的分子改良。经过长达70多年的收集，保存了151,000多份不同作物的种质资源，是欧洲最大的种质资源收集与保藏中心，为IPK和世界相关研究人员研究作物基因和基因组演变、发展和表达规律提供了独一无二的研究材料。注册页面：注册链接：https://u9cm7yjb.pages.infusionsoft.net/

项目编号：SDGP370000000202202006132 项目名称：山东第一医科大学第一附属医院（山东省千佛山医院）染色体全自动扫描显微镜和图像分析系统采购项目 预算金额：240.0万元 最高限价：240.0万元 采购需求：标的标的名称数量简要技术需求或服务要求本包预算金额（单位：万元）A染色体全自动扫描显微镜和图像分析系统 1 详见附件 240.000000 合同履行期限：详见招标文件 本项目不接受联合体投标。

一、项目基本情况项目编号：TJBD-2022-A-012项目名称：中国医学科学院血液病医院（中国医学科学院血液学研究所）全自动染色体扫描分析仪采购项目预算金额：240.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：240.0000000 万元（人民币）采购需求：全自动染色体扫描分析仪1台，具体内容及要求详见项目需求书，经财政部门审核同意，本项目允许进口产品投标，同时也接受满足需求的国内产品参与竞争。合同履行期限：合同签订后3个月内交货（特殊情况以合同为准）。本项目( 不接受 )联合体投标。

5日，美国和中国研究人员在美国《国家科学院学报》(PNAS)上报告说，他们开发出一种基于半导体芯片测序仪的无创产前诊断方法，可以根据孕妇血样检测出胎儿是否患唐氏综合征等与染色体异常有关的先天缺陷。　　对于有必要接受染色体异常检查的孕妇，传统诊断多采用羊膜穿刺或绒毛膜采样的方法，大多在怀孕12周左右进行。这些介入性方法有两大缺点：一是时间长，需要2周到3周才能出结果。二是穿刺针有不到1%的几率扎到胎儿，可能引发感染甚至流产。　　由加州大学圣迭戈分校、广州医科大学、广东省妇幼保健院与广州爱健生物技术公司等机构研发的新诊断方法则基于新型高通量测序技术，只需抽取孕妇2毫升血样，就能诊断与染色体异常有关的先天缺陷，包括最常见的唐氏综合征、导致形体和器官多种异常的爱德华氏综合征等。　　这种高通量测序技术，能一次对几十万到几百万条DNA(脱氧核糖核酸)进行序列测定。这项研究的负责人、加州大学圣迭戈分校遗传医学研究所所长张康教授表示，新诊断方法速度快，可把诊断提前到怀孕第9周，4天便能出结果，准确率也非常高。　　张康表示，其所用的测序仪器基于半导体芯片，每次工作只需15个样本，测序时间只有2.5小时，可由医院直接完成所有检测，能提高诊断速度，降低检测成本。　　张康还认为，随着大龄母亲越来越多，新生儿出生缺陷几率呈上升趋势。上述新技术利用母亲的少量外周血，就可以把胎儿染色体缺陷准确检测出来，有助于降低出生缺陷对于社会和家庭造成的负担。

安捷伦芯片应用于突破性的产前研究 2012 年 2 月 13 日，安捷伦科技公司（纽约证交所：A）宣布，其芯片被用于一项里程碑式的产前样本研究项目。这项为期三年的研究，是用于评估芯片分析与传统染色体核型分析相比的准确性、效果以及潜在的优势。Agilent SurePrint CGH 芯片和分析软件在研究中被用于 4,400 个样本的检测，占据了样本队列的大部分。 来自埃默理大学、贝勒医学院、哥伦比亚大学和Signature Genomics 基因检测公司的研究人员共同参与了这项研究。上周在母胎医学学会的一次会议中，他们公布了研究的结果。该研究一方面关注于与染色体核型的比较，另一方面则关注于评价分析方法的表现。 这项研究在帮助人们了解产前畸形方面具有里程碑式的重大意义。 安捷伦是该项研究所用芯片和试剂的主要供应商，其中 71% 的样本都在 Agilent SurePrint CGH 芯片平台上完成实验并使用安捷伦软件进行数据分析。安捷伦帮助产前研究小组的研究人员开发在这项研究中所用的芯片。 &ldquo 这项针对产前样本的里程碑式的研究将对科学界产生深远的影响，&rdquo Laird Jackson 博士（德雷塞尔大学医学院妇产科遗传学教授）说，&ldquo 与传统的染色体核型分析相比，芯片分析能让我们检测到更小的变异。&rdquo 在这项研究中，总共使用了 5,500 张芯片。大部分样本为未培养的羊水和绒毛膜绒毛。所有样本还同时被送往参考研究实验室进行了染色体分析。所有数据均提交给了美国国家生物技术信息中心，供相关人员免费检索。安捷伦芯片未获批准用于诊断程序。 关于安捷伦科技 安捷伦科技公司（纽约证交所：A）是全球领先的测量公司，同时也是化学分析、生命科学、电子和通信领域的技术领导者。公司的 18,700 名员工为 100 多个国家的客户提供服务。在 2011 财政年度，安捷伦的业务净收入为66 亿美元。要了解安捷伦科技的信息，请访问：www.agilent.com.cn.

减数分裂通过产生单倍体细胞和基于同源重组（HR）产生的遗传变异来支持有性生殖。HR通过重组交换(CO)、同源染色体之间的联会，交换等来确保减数分裂染色体分离，同时保证遗传变异在育种过程中发挥作用。在植物中，同源重组可以通过几种技术检测到，例如通过减数分裂染色体分析进行细胞学检测，通过测序进行基因分型和分离群体中的分子标记或荧光标记株系（FTLs）。FTLs在拟南芥中是测量花粉或种子中减数分裂重组事件的有力工具。但FTLs不适用于作物，因为在基因组特别大的作物中产生FTLs既费力又昂贵。此外，不同的作物或某些基因型不适合遗传转化。作为替代，使用小孢子(四分体或花粉核)基因分型或测序用于直接检测减数分裂产物中减数分裂重组的结果。然而，作物小孢子的测序/基因分型相当昂贵，因此可以进行检测的数量有限，特别是对于大基因组物种如谷物。在受精前测量雄配子的减数分裂重组率有样本量大，分子标记分析独立和即时重组交换分析的优势，但配子DNA含量有限，测序/基因分型方法通常依赖于全基因组扩增(WGA)。而直接通过PCR反应分析单个配子进行基因分型也由于单倍体配子的低DNA含量无法达成。在大麦中，单花粉核基因分型是通过荧光激活细胞分选从种内杂种中分离出单个单倍体花粉核，然后进行WGA和多位点KASP基因分型或单细胞基因组测序完成的。单个单倍体花粉核的DNA有限，且WGA价格较高，导致分析样品的数量有限，无法完成高通量的分析。德国莱布尼茨植物遗传和作物植物研究所的科学家近日在《The Plant Journal》上发表了一篇减数分裂重组率测量的相关文献，该文章采用naica微滴芯片数字PCR系统对配子中减数分裂重组率进行测量，实现高通量和低成本的基因分型。使用基于naica微滴芯片数字PCR系统的基因分型分析，无需大量预先进行的WGA就可完成对大麦花粉细胞核中减数分裂重组率的高通量测量。在取得花粉后，将花粉中的花粉核取出，并通过流式进行纯化，将得到的花粉核加入naica微滴芯片数字PCR系统的Mix中进行检测，从而得到减数分裂重组率，通过对总共42，000个单个花粉核进行基因分型(每株分析多达4900个核)，在杂交植物中测量了两个着丝粒和两个远染色体间隔内的减数分裂重组率。花粉核中确定的重组频率与分离群体中的检测到的频率接近。▲ 图1：用naica微滴芯片数字PCR系统进行大麦单花粉核基因分型的工作流程。（a）杂交植物的花药；(b)通过使用不同筛孔大小的过滤器(100和20微米)在悬浮液中分离花粉和花粉核。(c)花粉核用碘化丙锭染色，并流式分选到数字PCR反应Mix中。(d)将25微升数字PCR反应Mix(包括分选的花粉核)装入sapphire芯片的四个腔室之一。(e)在Geode中进行液滴生成和热循环。(f)在热循环之后，在naica Prism 3中扫描sapphire芯片，然后在Crystal Miner软件中进行数据分析该文章在进行花粉核减数分裂重组率的检测时采用双探针法，如前期可行性验证时检测的InDel3118和InDel3135之间的区间Id 3-1，用HEX标记Barke (B)等位基因特异性探针(绿色)，用FAM标记Morex (M)等位基因特异性探针(蓝色)(图2b)，研究者将来自亲本基因型的花粉核以1∶1的比例混合，同时也检测了Id 3-1杂合的杂交植物的花粉核。在亲本混合样本检测中，两种亲本基因型的液滴相等，两种标记显示相同的荧光(B的HEX或M的FAM)(图2b)。在杂交材料样本检测中下，预计会出现代表重组事件的不同液滴群，即同时显示两种颜色的液滴(InDel3118为HEX，InDel3135为FAM，反之亦然)(图2b)。在实际检测中发现，亲代基因型得到了数量大致相等的液滴，它们对两种标记物显示出相同的荧光(图2d，e，绿色和蓝色矩形)。在对杂交植物的花粉核的检测中，检测到具有两种颜色(HEX和FAM)的液滴，表明重组事件(图2e，红色矩形)。此外，可以区分只有一个标记成功扩增的液滴(图2d，e，簇I和iii)以及没有任何扩增的液滴(图2d，e，簇ii)。表明使用naica微滴芯片数字PCR系统对单个花粉核进行包裹和基因分型是完全可行的。▲ 图2。用naica微滴芯片数字PCR系统进行大麦花粉单核基因分型。(a)在大麦染色体1和3上定义四个染色体间隔的的InDel或单核苷酸多态性(SNP)标记。(b)以Id 3-1为例的基于naica微滴芯片数字PCR系统的花粉核基因分型分析:两种荧光探针的可能组合能够区分重组和非重组花粉核。（c）有效微滴阵列原始视图。每个腔室通常包含大约25000个稳定的有效液滴。在任何通道(FAM或HEX)中成功扩增的液滴是浅灰色的，而暗灰色的液滴是阴性的。(d，e)来自芯片室的基于naica微滴芯片数字PCR系统的花粉核基因分型数据，在软件中显示为来自以1:1比例混合的亲本基因型的花粉核的点图(d)和来自与Id 3-1杂合的杂交植物的花粉核的点图。(e)通过两个HEX标记的(绿色方框)或FAM标记的等位基因探针(蓝色方框)将两个非重组亲代群体检测为具有成功基因分型的微滴。在亲代基因型混合物(d)的点状图中以灰色框表示HEX和FAM双阳性微滴为假阳性+噪声。杂交植物中HEX和FAM双阳性微滴为包括假阳性和噪音在内的重组群体，显示为红色方框(e)。簇(I)和(iii)代表仅成功扩增一种标记的微滴naica微滴芯片数字PCR系统具有极高的分辨率，因此在那些成功扩增标记物的微滴中，也可以观察到微滴内的细胞核(图2c)，研究者通过对微滴包裹核的数量分析进一步优化实验，通过用热稳定的限制性酶预处理花粉核来提高基因分型的效率，且因为细胞核数量与单个包裹细胞核的微滴数量呈正相关，提出上样细胞核的最佳区间（不同物种的不同大小细胞核有差异）。本文基于2色探针进行检测是非常成功的，而进一步通过6色平台可以同时进行更多组基因分型检测，将获得多重基因分型数据，也可以对相同或不同染色体上的一个以上染色体间隔的重组率进行平行测量，或者对CO干扰强度/存在的测量。总的来说，基于naica微滴芯片数字PCR系统的单个大麦花粉核基因分型在种内杂种植物的规定染色体间隔内提供了可靠、快速和高精度的减数分裂重组测量。来自一系列具有不同细胞核和基因组大小的物种的细胞核的成功包裹表明，所提出的方法广泛适用于单个细胞核的基因分型。德国莱布尼茨植物遗传与作物研究所(IPK)的Stefan Heckmann教授和Yun-Jae Ahn博士也给我们在线分享了他们的研究成果，想要直观的去了解这篇文章的详细内容，请点击https://mp.weixin.qq.com/s/KNXVs6rOt8MYpBjzuKZZ9A进行观看哦。本文链接：https://doi: 10.1111/tpj.15305naica六通道微滴芯片数字PCR系统法国Stilla Technologies公司naica六通道微滴芯片数字PCR系统，源于Crystal微滴芯片数字PCR技术，自动化微滴生成和扩增，每个样本孔可实现6荧光通道的检测，智能化识别微滴并进行质控，3小时内即可获得至少6个靶标基因的绝对拷贝数浓度。

2024年4月16日，安捷伦宣布旗下GenetiSure Dx 产后微阵列芯片 已获得欧洲IVDR C类认证。此认证充分证明，该微阵列芯片符合IVDR设立的更高标准。未来，整个欧盟的临床遗传学家及其他专业医疗工作者都能持续使用这款值得信赖的定性分析微阵列芯片。据估计，包括妊娠测试、COVID-19 检测、尿液检测试纸在内的体外诊断器械将在70%的诊断决策中发挥作用。为确保此类器械的安全性和性能，欧盟特引入IVDR监管框架。根据新规，体外诊断器械将受到更严格的监管审查，以确保符合严格的临床证据标准，并践行更高的透明度和更严格的标准化。GenetiSure Dx产后微阵列芯片使用安捷伦专有的比较基因组杂交微阵列芯片（aCGH）来识别整个基因组中的拷贝数和拷贝中性变化，帮助细胞遗传学家准确评估与发育迟缓、智力障碍、先天异常和畸形体征有关的遗传异常。此微阵列芯片基于染色体微阵列技术，其诊断准确性和易用性已得到证明。安捷伦诊断和基因组学事业部裁（暂任）Bob McMahon 表示：“GenetiSure Dx产后微阵列芯片可在单一检测中兼顾高分辨率、准确性和速度，必将推进染色体异常的产后诊断。该微阵列芯片已通过欧洲IVDR C类认证，我们深信，该产品将持续满足整个欧盟内专业医疗工作者及其患者的需求。”安捷伦首席质量与监管官Jenipher Dalton总结道：“IVDR认证足以证明我们产品的安全性和质量，兑现了我们作为细胞遗传学市场可靠解决方案提供商的承诺。”GenetiSure Dx产后微阵列芯片适用于SureScan Dx微阵列芯片扫描仪系统，通过CytoDx软件进行分析，作为“DNA到结果”完整工作流程的一部分。该器械预期不单独用于诊断目的、植入前或产前检测或筛查、群体筛查，以及检测或筛查获得性或体细胞基因突变。

真核生物基因的表达受到基因组中顺式作用元件的复杂调控。哺乳动物基因组中存在大量的顺式作用元件，例如：启动子、增强子、沉默子、绝缘子等等，其数量远远超过蛋白编码基因。目前人类基因组中已知的顺式调控元件就有一百多万个，而蛋白编码基因只有大约两万个。遗传学研究也表明基因调控不仅仅是单个基因之间一对一的简单调控事件，而是以调控网络的形式发挥作用，不同的调控元件以及靶基因之间存在着复杂的相互作用。例如，一个基因的启动子可以整合来自多个增强子或者沉默子的调控作用，一个增强子元件也能够同时影响多个基因的表达1-3。随着三维基因组技术的发展，人们对基因表达调控相关的染色质构象已经有了一定的理解，但由于技术的限制，大部分研究都是集中在成对的相互作用（pair-wise interaction）上，而对于多个顺式调控元件同时与一个基因启动子之间的高阶相互作用（high-order interaction）的研究仍然比较有限。此外，多个基因组元件是如何通过三维基因组构象的变化同时参与基因表达调控的机制目前也尚不清楚。近年来，为了探究更精准和全面的染色质互作情况，检测高阶染色质互作的技术也相继出现。然而这些技术往往局限于基因组的特定位点，或是需要特殊的仪器设备。得益于三代测序平台（单分子测序平台）的日渐成熟，最近开发的基于牛津纳米孔技术 (Oxford Nanopore Technology, ONT) 的Pore-C方法4在检测染色质高阶相互作用方面表现出优异的性能，可以通过应用新的统计方法有效地分析全基因组中多个染色质位点之间高阶相互作用的协同性。尽管上述这些基于大量细胞的研究方法能够有效地检测染色质的高阶相互作用，但它们无法解决细胞间的异质性问题，阻碍了它们在复杂组织器官样品中的应用。而现有的单细胞Hi-C（single-cell Hi-C，scHiC）技术受限于二代测序较短的读长（通常是双端总共300bp）也难以对染色质高阶相互作用进行检测。目前除了单细胞超分辨率成像以外，2022年开发的scSPRITE5是唯一一种可以在单细胞水平检测染色质高阶相互作用的测序方法。但是该方法更适用于远距离的间接染色质高阶相互作用，而对于与基因调控更相关的直接染色质高阶相互作用的检测能力很有限。此外，scHi-C 的另一个挑战是很难平衡捕获细胞群体异质性所需的高通量（每次实验能够检测大量单细胞）与探索高分辨率 3D 基因组结构所需的高深度（每个单细胞中捕获大量染色质相互作用）之间的矛盾。因此，需要一种可扩展的 scHi-C方法来剖析高阶染色质三维结构，并在单细胞水平上研究这些染色质高阶相互作用在不同生物过程中的协同调控机制。为了应对这些挑战，2023年8月28日，北京大学生物医学前沿创新中心汤富酬课题组在Nature Methods上发表题为scNanoHi-C: a single-cell long-read concatemer sequencing method to reveal high-order chromatin structures within individual cells的文章。该研究在国际上率先使用单分子测序平台开发了一种基于邻近连接的单细胞染色质构象捕获方法，称为 scNanoHi-C。该方法实现了在单细胞水平的高阶染色质相互作用检测，并且在通量上具有很好的灵活性，能够满足不同的实验需求。在实验上，scNanoHi-C依次使用 1% 甲醛 (FA) 和 1.5 mM 戊二酸二琥珀酰亚胺酯 (DSG) 孵育进行交联，以降低连接反应的随机噪音并兼顾对短程和长程染色质相互作用的高灵敏度检测。为了尽可能完整地保留单细胞中固定连接后的染色质三维结构信息，该研究设计了一种灵活的单细胞基因组长片段扩增方法。该方法使用两端具有相同接头的低浓度Tn5转座酶以提高DNA片段扩增长度和基因组覆盖度，并通过设计24种带有不同条码标签的 Tn5 酶结合后续PCR扩增中引入的条码标签共同控制测序的通量。通过这种方式，scNanoHi-C 能够在一次 PromethION 测序中对少至几个单细胞进行低通量、高覆盖度测序或者对数千个单细胞（最高可达 24×96=2304个细胞）进行高通量、低覆盖度测序，可以根据实验需求灵活进行选择（图1）。为了评估scNanoHi-C技术的可靠性，该研究首先将scNanoHi-C应用于正常二倍体的GM12878细胞系，并分别使用低深度（~0.2Gb/cell）、中等深度（~1Gb/cell）、高深度（~4Gb/cell）三种策略进行测序，并与基于二代测序平台的大量细胞原位Hi-C标准数据集进行比较，结果显示出很高的一致性。同时每个策略检测到的串联体（含有有效染色质相互作用的测序读段）中大约一半为高阶串联体（包含三个以上不同调控元件间的相互作用）。在这些高阶串联体中，大约58%是三联体，26%是四联体，其余为五联体以上的多联体（基数从5到11不等）。图1:实验流程示意图以及高阶串联体的检测接着该研究在多个方面对scNanoHi-C的应用进行了探索：1.scNanoHi-C可以在单细胞水平上精准捕获染色质三维结构的异质性。scNanoHi-C能够在单细胞水平检测各层级染色质结构特征，包括染色体领域（整条染色体，50Mb-200Mb尺度的结构特征）、A/B区室（常染色质区域与异染色质区域，5Mb-20Mb尺度的结构特征）、以及拓扑关联结构域样结构（TAD-like，0.5Mb-5Mb尺度的结构特征）。同时，scNanoHi-C的单个染色质片段长度（单体长度，平均610 bp）相较于传统基于二代测序平台的scHi-C（测序不超过150bp）显著提高，这大大增加了其在染色质相互作用对中捕获到单核苷酸多态性（SNP）位点的机会，能够在二倍体细胞中直接判定单倍型的单体比例由原来二代测序平台的大约9%提高到了25%。因此，scNanoHi-C也可用于有效地重建单个二倍体细胞的基因组三维构象。同时，利用单细胞A/B 区室化值（single-cell A/B compartment value, scA/B value)， scNanoHi-C对GM12878、HG002 和 K562 三种人类细胞系进行了聚类分析，能够在单细胞精度准确将三种细胞分开，并识别了细胞类型间的染色质差异区室化区域。此外， scNanoHi-C也能够准确地检测每个单细胞的基因组拷贝数变异（CNV）特征。分析结果表明，scNanoHi-C准确地捕获了GM12878细胞培养过程中产生的非整倍体亚克隆以及K562细胞的拷贝数变异。同时，scNanoHi-C也可应用于结构变异的检测，如准确检测出了K562 细胞中 BCR-ABL1 和 NUP214-XKR3 的基因融合事件（染色体易位事件）。图2:scNanoHi-C串联体和单体的长度分布、单倍体分型的比例、细胞分群结果和单细胞拷贝数变异（CNV）图谱2.scNanoHi-C能够在单个细胞中准确鉴定高阶染色质相互作用。该研究在GM12878 细胞数据集中，使用scNanoHi-C得到的单细胞高阶串联体信息结合ABC模型（Activity-by-contacts model）6预测的增强子-启动子 (E-P) 相互作用关系共同鉴定了增强子-启动子高阶相互作用。通过这种方式，该研究首次在单个细胞中以20 kb的分辨率直接观察到1,097 个基因的单个启动子能够与多个增强子同时发生相互作用，表明这些基因可能同时受到多个增强子的调控。这些受到高阶调控的基因主要富集在与GM12878这种B淋巴细胞的功能相关的免疫信号通路上，并且通常表现出更高的表达水平。特别地，这些基因中还包括一些B细胞谱系特异性转录因子如EBF1以及EBV 超级增强子相关基因如MIR155HG、IKZF3和ETS1等。这些结果表明，多个增强子的协同调控可能是确保关键基因高水平稳健表达的一种潜在机制。通过类似的方法，该研究还在单个细胞中鉴定出了1,422 个能够与多个启动子同时发生相互作用的增强子。此外，该研究发现部分高阶基因调控作用能够在多个单细胞中被检测到，这可能与细胞中频繁使用的关键转录程序有关，后续可以通过发展基于富集策略的具有更高分辨率的Hi-C技术进行进一步的深入研究。图3: scNanoHi-C技术对多向基因调控网络的检测3.scNanoHi-C能够揭示不同基因组区域之间的协同调控关系以及染色体外环形DNA与线性基因组间的复杂相互作用。倾向于形成高阶相互作用的一组基因组位点称为“基因组协同调控区域”。该研究针对scNanoHi-C的数据特点对鉴定基因组协同调控区域的算法进行了优化，并将该算法运用到GM12878细胞活跃启动子和增强子的集合中，在全基因组范围内共鉴定出了917组增强子-启动子协同调控区域。其中，大约20%（187/917）的协同调控区域包含来自不同染色体的基因组位点（提示不同染色体之间的反式相互作用）。这些协同调控区域在活跃转录的基因组区域、淋巴细胞特异性转录因子和染色质环相关因子（CTCF等）的结合位点区域中高度富集。此外，在917个协同调控区域中，有167个被发现与GM12878细胞特异性的超级增强子有关。接着，该研究将scNanoHi-C运用到携带大量染色体外环形DNA（ecDNA） 的COLO320DM 人类结直肠癌细胞系中，检测到了染色体外环形DNA与线性基因组（染色体内的基因组）之间存在广泛的染色质高阶相互作用，并且首次在单个细胞中观察到四个主要的染色体外环形DNA的基因位点之间存在复杂的高阶相互作用。这些结果表明，染色体外环形DNA可能通过建立复杂的高阶染色质三维结构来驱动癌基因的过量表达。图4: scNanoHi-C技术对染色体外环形DNA（ecDNA）相关的协同作用的检测4.scNanoHi-C能够高效辅助单细胞基因组从头组装。在可用细胞数量有限的情况下，该研究表明使用scNanoHi-C辅助单细胞基因组（single-cell whole genome sequencing，scWGS）从头组装7可以大幅度提高组装质量。例如，使用20个单细胞的基因组长读长测序数据和12个单细胞的scNanoHi-C数据组装的人类基因组支架（scaffold）的NG50要优于使用30个单细胞的基因组长读长测序数据直接组装的效果（2.49 Mb vs. 1.34 Mb）总之，scNanoHi-C具有很好的可扩展性和灵活性，在一次测序中可对少至几个单细胞或多达数千个单细胞进行染色质三维结构测序，并且实验流程相对简单、易于操作，仅需要基本的PCR仪等分子生物学设备，适合于各种生物学实验室使用。scNanoHi-C还是一种强大且多功能的工具，可用于在单细胞分辨率准确区分细胞类型、对单个二倍体细胞进行高效单倍型分型、检测单个正常细胞和肿瘤细胞中的基因组拷贝数变异和各种复杂结构变异以及高效辅助单细胞基因组从头组装。更重要的是，scNanoHi-C 首次实现了在单个细胞中在全基因组水平对增强子-启动子的高阶直接相互作用的检测，在单个细胞中准确鉴定了高阶基因调控事件，同时能够对复杂的染色体外环形DNA与线性基因组间的高阶相互作用进行精准检测。scNanoHi-C显示了单细胞长读长Hi-C测序技术在分析由高阶染色质三维结构介导的不同细胞间基因调控异质性方面的潜力，为将来进一步研究发育和疾病进展过程中高阶染色质结构变化机制，揭开基因组中各种复杂调控关系中的“暗物质”奠定了坚实的基础。北京大学生物医学前沿创新中心、前沿交叉学科研究院生命科学联合中心博士生李文、生命科学学院博士生卢健森为该论文的共同第一作者，北京大学生物医学前沿创新中心汤富酬教授为该论文通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金基础科学中心项目、北京未来基因诊断高精尖创新中心、昌平实验室的资助，北京大学高通量测序平台以及北京大学“北极星”高性能计算平台的协助与支持，北京大学邢栋课题组为本研究提供了重要的帮助。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41592-023-01978-w参考文献：1 Hafner, A. & Boettiger, A. The spatial organization of transcriptional control. Nat Rev Genet, doi:10.1038/s41576-022-00526-0 (2022).2 Oudelaar, A. M. & Higgs, D. R. The relationship between genome structure and function. Nat Rev Genet 22, 154-168, doi:10.1038/s41576-020-00303-x (2021).3 Furlong, E. E. M. & Levine, M. Developmental enhancers and chromosome topology. Science 361, 1341-1345, doi:10.1126/science.aau0320 (2018).4 Deshpande, A. S. et al. Identifying synergistic high-order 3D chromatin conformations from genome-scale nanopore concatemer sequencing. Nat Biotechnol 40, 1488-1499, doi:10.1038/s41587-022-01289-z (2022).5 Arrastia, M. V. et al. Single-cell measurement of higher-order 3D genome organization with scSPRITE. Nature Biotechnology 40, 64-73, doi:10.1038/s41587-021-00998-1 (2021).6 Fulco, C. P. et al. Activity-by-contact model of enhancer-promoter regulation from thousands of CRISPR perturbations. Nat Genet 51, 1664-1669, doi:10.1038/s41588-019-0538-0 (2019).7 Xie, H. et al. De novo assembly of human genome at single-cell levels. Nucleic Acids Res 50, 7479-7492, doi:10.1093/nar/gkac586 (2022).汤富酬，博士，北京大学BIOPIC/ICG研究员，国家“优青”(2013)、“杰青”(2016）。1998年本科毕业于北京大学，2003年在北大获得细胞生物学博士学位，2004-2010年间在英国剑桥大学Gurdon研究所从事博士后研究， 2010年回到北京大学组建实验室，主要从事人类早期胚胎发育的单细胞功能基因组学研究。在国际上率先系统发展了单细胞功能基因组学研究体系，并利用一系列技术体系对人类早期胚胎发育进行了深入、系统的研究，揭示了人类早期胚胎DNA去甲基化过程的异质性以及其他表观遗传学关键特征，发现了人类早期胚胎中基因表达网络的重要表观遗传学调控机理，为人们提供了一个全面分析人类早期胚胎表观遗传调控网络的研究框架，加深了对人类原始生殖细胞的发育以及表观遗传重编程过程的认识。

11月3日，合肥市民李女士向新安晚报反映称，她买的脐橙出现了掉色的情况。随后，记者陪同李女士到相关部门和单位，想为橙子做个“体检”，但走了一圈，也未能如愿。　　找超市：客服人员称质量没问题　　李女士说，这些橙子是她于11月2日晚在合肥市马鞍山路上的一大型超市购买的，回到家发现橙子的蒂部是红色的，觉得很像电视上所说的染色橙子。　　11月3日，记者与李女士一起来到这家超市客服中心，一位工作人员称，他也解释不了橙子掉色的原因，“但我们都是从正规的水果销售大户手中批发的，进超市也会抽检，没有检测出什么问题。”　　去投诉：工商部门称应该先检测　　昨天下午，在合肥市工商局消费者投诉窗口，工作人员说：“你们仅仅反映掉色我们是没法立案的，这个需要你们拿出产品有问题的证据来。”并表示如果想立案，李女士应该到专业的检测机构去检测，“而且由于是食品，你们检测时还应该让超市方一同前往，以免检测出来对方不认账说不是自己的产品。”但是，超市方坚称其产品质量靠得住，没法与她一起把产品送检。　　去检测：指定机构称要等一个月　　昨天，李女士根据合肥市工商局提供的电话，联系了国家农业标准化与监测中心(安徽)农副产品检验部，其中一位不愿透露姓名的工作人员明确表示，“检测橙子掉色是什么原因有难度。”该工作人员解释称，一般要求检测者告知要检测的确定元素。　　随后，李女士表示担心橙子含有“苏丹红”，该工作人员听后又称，苏丹红有好几个型号，“如果实在要检测，我们只能检测果皮含不含苏丹红，并且只能给你一个结果，不能证明掉色一定与苏丹红有关。”对于检测所需时间，这位工作人员说：“最快也要一个月，还有可能要到年底才有结果。”　　随后，记者试着联系了其他几家检测单位，但均称无法检测橙子为啥会掉色。

安捷伦科技公司微阵列芯片扫描仪在中国被批准用于体外诊断 监管部门已批准 SureScan Dx 作为医疗器械应用 2015 年 1 月 27 日，北京 — 安捷伦科技公司（纽约证交所：A）今日宣布中国国家食品药品监督管理总局已批准该公司的 SureScan Dx 微阵列芯片扫描仪作为体外诊断的医疗器械应用。 “把微阵列扫描技术带入到临床质量标准是将全基因组染色体分析的优势推广到临床领域的一个重要里程碑。”香港中文大学副教授 Richard Choy 博士说道，“安捷伦的 SureScan Dx 扫描仪具有高分辨率、高灵敏度以及能够校正载片厚度差异的动态自动对焦功能。这意味着可以产生高质量的数据用于分析。” 该产品在欧洲通过了 CE 认证，可用于体外诊断, 在韩国和新加坡也已经被批准用于体外诊断。 该 SureScan Dx 微阵列芯片扫描仪带有自动载片和安捷伦微阵列芯片扫描控制软件。该系统可以测量来自与微阵列杂交的 DNA 和 RNA 标记靶向的荧光信号，例如，比较两个 DNA 样品的差异。 安捷伦副总裁兼基因组学总经理 Peter Serpentino 表示：“安捷伦致力于为全球范围内的临床实验室提供优质、精密的测量仪器，我们很高兴能在中国推出用于临床实验室的 SureScan Dx 扫描仪。” 关于安捷伦科技公司 安捷伦科技公司（纽约证交所：A）是生命科学、诊断和应用化学市场领域的全球领导者，是致力打造美好世界的顶级实验室合作伙伴。安捷伦与全球 100 多个国家的客户进行合作，提供仪器、软件、服务和消耗品，产品可覆盖到整个实验室工作流程。在 2014 财年，安捷伦的净收入为 40 亿美元。全球员工数约为 12000 人。如需了解安捷伦科技公司的详细信息，请访问 www.agilent.com。 编者注：更多有关安捷伦科技公司的技术、企业社会责任和行政新闻，请访问安捷伦新闻网站：www.agilent.com.cn/go/news。

p style="text-align: center "strong该微阵列芯片可用于检测遗传异常并有助于更快确定对应治疗方案/strong/pp　　2017年9月20日，北京——安捷伦科技公司(纽约证交所： A)宣布其首款用于诊断的比较基因组杂交 (CGH) 微阵列芯片 GenetiSure Dx 产后微阵列芯片，已获得美国食品和药品监督管理局 (FDA) 的 510(k) 认证。这款微阵列芯片使临床遗传学家能够比用传统方法更早、更准确地检测出与发育迟缓、智力障碍、先天性畸形和不明原因畸形体征相关的遗传变异。/pp　　GenetiSure Dx 产后微阵列芯片是采用多个合作实验室的 900 个样品经过大量临床验证后得到的成果，并将 CGH 技术成功运用于诊断领域。此款微阵列芯片以安捷伦专有的比较基因杂交微阵列芯片为基础，可从基于临床表现而进行染色体检测的患者外周血样中获取基因组 DNA 的拷贝数变异与杂合性缺失数据。采用一种微阵列芯片检测两类变异的功能可提高诊断阳性率并缩短获得结果的时间。/pp　　此款微阵列芯片以前仅在欧洲销售，而现在，美国的临床遗传科学家也可使用该微阵列芯片得出明确的遗传诊断，从而将医学研究的重心由找到病因快速转换到给予适当医疗与家庭支持。/pp　　安捷伦基因组学解决方案部和临床应用部副总裁兼总经理 Kamni Vijay 表示：“GenetiSure Dx 产后微阵列芯片获得 FDA 认证对我们而言是一个重要的里程碑，坚定了安捷伦将完整诊断解决方案引入常规临床实验室的信念。 该微阵列芯片通过提供从 DNA 扩展到数据分析的验证工作流程，使传统的核型分析实验室能够轻松采用基于微阵列芯片的细胞遗传学检测方法，而无需进行大量高成本的验证。”/pp　　该微阵列芯片适用于 Agilent SureScan Dx 微阵列扫描仪系统(II 类豁免医疗器械)，并与 CytoDx 软件配合进行分析。/pp　　关于安捷伦科技公司/pp　　安捷伦科技公司(纽约证交所： A)是生命科学、诊断和应用化学市场领域的全球领导者。 拥有 50 多年的敏锐洞察与创新，我们的仪器、软件、服务、解决方案和专家能够为客户最具挑战性的难题提供更可靠的答案。在 2016 财年，安捷伦的净收入为 42 亿美元，全球员工数约为 13,000 人。/p

核酸检测逐渐成为病原体诊断的“金标准”，随着新型冠状病毒疫情的持续蔓延，核酸检测的重要性正不断被大众认知和认可。作为高灵敏度、绝对定量、高耐受性的新一代核酸检测技术，数字化聚合酶链式反应（数字PCR，dPCR），在稀有突变检测、拷贝数变异检测、液体活检、单细胞分析、转基因检测、病毒载量检测、微生物定量分析、NGS文库制备等应用领域发挥着重要作用。 　　苏州医工所周连群课题组聚焦生物传感器领域，深耕十余年，在生物传感方法开发、生物芯片设计加工、生命科学仪器研制等方面积累了坚实基础。在数字PCR研发方面，基于隔离稳定性高、温度均匀性好、检测速度快的芯片式数字PCR（cdPCR）方法，自主研发了高通量数字化芯片及高通量数字化核酸分析仪，围绕高通量数字化核酸检测方法、芯片、试剂和仪器等方面取得了一系列重要进展。 　　在高通量数字化芯片的加工与改性方面，周连群课题组的李金泽、邱亚军等人在Analyst上发表题为Heterogeneous modification of through-hole microwell chips for ultralow cross-contamination digital polymerase chain reaction的论文，提出了针对数字化芯片三维异质性改性的新策略，通过内壁亲水、表面疏水的异质性化学改性，实现了高填孔率、低残留的数字化样品分割。通过深硅刻蚀可以得到高密度蜂窝状微孔阵列，如何保证待测生物样本能高效的填充入微孔，并且降低液体在表面残留导致的孔间连通，是数字化样品分割的关键。针对该问题科研人员提出了对于均质硅材料的三维异质性改性策略，即通过微接触印刷只在特定的空间位置发生化学修饰，进而在均质材料的三维空间上形成具有不同化学性质的界面。通过工艺优化消除了样本挥发导致的扩散效应，实现了芯片表面的选择性疏水修饰。三维异质性改性后的芯片可以达到91%以上的填孔率以及小于5%的液体残留率，优于商业化的数字PCR芯片。利用该芯片可以实现高效准确的dPCR检测，定量结果的线性相关性达到0.999以上。该核心技术的突破为自研cdPCR的精准定量奠定了坚实基础。 图1 高通量数字化核酸检测芯片的三维异质性改性效果图 　　在样本的数字化分配与封装方面，周连群课题组的高旭等人在Biomicrofluidics上发表题为High filling rate digital PCR through-hole array chip with double independent S-shaped flow channels的论文，提出了针对数字化芯片的微流控进样封装方法，通过双S型流道夹心数字化芯片的结构，有效提高的样品的填孔率和装载重复性。传统的刷样方式，受限于操作的繁琐性，存在耗时长、重复性差、易污染的问题，限制了芯片式数字PCR的应用。通过微流控结合标准化仪器设备，可以实现进样封装的标准化和自动化，简化用户的手动操作步骤和整体样品装载和封装时间。本文主要通过流体力学仿真结合试验验证，解决了流体样本与微孔相互作用过程中的稳定性、均匀性和重复性问题，通过合理的结构设计和优化的进样条件，实现了填孔率大于99%、填孔液体体积CV达6%的高效、高均匀性进样与封装。该成果的突破有效提升了自研cdPCR的易用性，为产品的临床应用推广奠定了良好基础。 图2 数字化芯片的微流控进样封装结构：（a）结构装配图；（b）结构爆炸图 　　在芯片式数字化核酸检测的应用方面，周连群课题组与华山医院检验医学科关明课题组合作在Sensors & Actuators: B. Chemical（中科院I区）上联合发表题为Establishment of scalable nanoliter digital LAMP technology for the quantitative detection of multiple myeloproliferative neoplasm molecular markers的论文，对骨髓增殖性肿瘤（MPN）的多重标志物实现了超敏、多靶标、定量检测，从而为这种罕见病的早期诊断和靶向治疗提供新的方法。Ph染色体（费城染色体）阴性的经典骨髓增殖性肿瘤是以一系或多系分化相对成熟的骨髓造血干细胞持续克隆性增殖为特征的恶性血液疾病。随着分子生物学技术的迅速发展，越来越多的分子标志物被不断发现。根据世界卫生组织（WHO）最新的骨髓增殖性肿瘤诊断标准，JAK2、MPL 和CALR三个基因的突变已被作为骨髓增殖性肿瘤诊断的重要参考指标。周连群研究员课题组与关明教授课题组“医-工”结合，将环介导等温扩增（LAMP）技术快速等温扩增的优势、微流控技术高通量的优势和数字PCR技术准确定量的优势进行整合，成功开发了一款数字LAMP检测平台，并基于纳米粒子的特殊功能，对现有的LAMP检测体系进行了改良，可在60分钟内实现骨髓增殖性肿瘤CALR-1、CALR-2和JAK2 V617F分子标志物的准确定量检测，检测灵敏度分别为0.5%、0.1%和0.5%突变水平。与现有的商业化数字PCR平台相比，本项目开发的数字LAMP平台具有检测成本低、检测速度快等优势，具有良好的应用前景。论文的第一作者为曹国君博士和李金泽博士。 图3 多靶标数字LAMP检测平台检测流程示意图 　　芯片式数字PCR的研发工作得到了国家自然科学基金委、中国科学院项目的支持，形成了高耐受高扩增效率试剂（CN201811098669.3）、三维异质性改性（CN201810568211.3）、进样封装一体化（CN201910377557.X）、物理分区式多靶标检测（CN201710560138.0）、均匀快速热循环（CN201910911821.3）、高分辨率多色荧光成像（CN201910049908.4）、自适应图像处理算法（CN201910600118.0）等一系列核心技术，实现了方法、芯片、试剂和仪器的全链条自主知识产权创新。相关仪器入选《中国科学院自主研制科学仪器2021》目录，并完成了二类医疗器械的型式检验，进入医疗器械注册证申报流程；已经在华山医院、北京基因组所等多家医院、科研院所等单位开展了应用示范。 图4 芯片式高通量数字化核酸分析芯片及仪器　　论文链接： 　　[1] Jinze Li#, Yajun Qiu#, Zhiqi Zhang, Chuanyu Li, Shuli Li, Wei Zhang, Zhen Guo, Jia Yao, Lianqun Zhou*. Heterogeneous modification of through-hole microwell chips for ultralow cross-contamination digital polymerase chain reaction. Analyst, 145 (2020), 3116-3124. https://doi.org/10.1039/D0AN00220H 　　[2] Xu Gao#, Jinze Li, Chuanyu Li, Zhiqi Zhang, Wei Zhang, Jia Yao, Ming Guan, Zhen Guo, Chao Li, Lianqun Zhou*, High filling rate digital PCR through-hole array chip with double independent S-shaped flow channels. Biomicrofluidics 14 (2020), 034109. https://doi.org/10.1063/5.0006374 　　[3] Guojun Cao#, Jinze Li#, Zhifang Xing, Zhiqi Zhang, Wei Zhang, Chuanyu Li, Longhui Li, Zhen Guo, Shuli Li, Xu Gao, Yanchun Ma, Lianqun Zhou*, Ming Guan*. Establishment of scalable nanoliter digital LAMP technology for the quantitative detection of multiple myeloproliferative neoplasm molecular markers. Sensors & Actuators: B. Chemical 346 (2021) 130493. https://doi.org/10.1016/j.snb.2021.130493

作为液体活检的重要标志物之一,循环肿瘤细胞(CTCs)在外周血中的含量可以用来辅助判断患者的癌症病发状况。除此以外,CTCs对于肿瘤细胞转移行为等基础研究也具有非常重要的意义。然而人体血液中的CTCs含量极其稀少,通常仅有0~10个/mL,与之相对,红细胞、白细胞和血小板的含量则分别达到5×109 个/mL、4×106 个/mL和3×108 个/mL,而且肿瘤细胞在转移过程中可以通过上皮-间质转化(EMT)和间质-上皮转化(MET)来不断地改变自身的特征。正是由于其稀缺性和异质性,以及血液中复杂基质的干扰,CTCs的精准检测成为巨大的难题。 由于常规的光学分析手段在检出限和灵敏度上均难以达到直接检测的要求,因此通常在进行外周血中CTCs的检测之前,要通过一些样品前处理方法来实现其分离和富集。常采用的样品前处理方法可以分为物理法和化学法,物理法主要根据细胞在物理特征上的差异来进行分离,例如膜过滤分离和密度梯度离心,就是分别依据细胞的大小和密度来完成筛选。化学法则主要依靠生物大分子的特异性识别作用,例如抗原抗体相互作用,核酸适配体与靶标的选择性结合。　　上述样品前处理方法虽然能够在不同程度上实现CTCs的分离富集,但也存在着一定的缺陷。由于这些方法都是非连续性的,在吸附、洗脱和转移的过程中难免会造成细胞的丢失,加之CTCs本身的稀缺性,很容易导致假阴性结果的产生。利用微流控芯片功能集成的特点则可以很好地解决这一问题,CTCs的捕获、释放、计数及检测等操作均可在芯片上完成,连续的自动化处理可以有效减少人为误差的干扰。此外,微流控芯片所需要的进样量非常小,可以大大减少珍贵样品和试剂的消耗,降低检测成本。并且在微尺度下表面力的作用会明显放大,可以有效提高物质混合和反应的效率,实现快速高效的分离分析。因此,近年来多项研究尝试利用微流控芯片平台开展CTCs分离检测工作,取得了良好的效果。本文对微流控芯片技术用于CTCs分离检测的相关研究进展进行了综述,将采用的分离方法主要分为物理筛选和生物亲和两大类,同时囊括正向富集和反向富集两种策略。此外,对于近期发展的芯片原位检测CTCs新方法也进行了介绍。　　1、CTCs分离芯片研究进展　　作为商品化较为成功的CTCs分离检测系统,强生公司的CellSearch产品采用的是基于上皮细胞黏附分子(EpCAM)抗体特异性识别肿瘤细胞的方法,类似的方法在CTCs分离芯片中也被广泛使用,可以视作利用生物亲和作用进行CTCs分离富集的代表。　　另一方面,依据细胞在物理性质方面的差异,无须生物标志物的条件下即可实现CTCs的筛选,其中有无外力介入的被动分离方法,例如利用微尺度下流体力学中的惯性效应和黏弹性效应来进行筛分。　　也有外加物理场的主动分离方法,诸如介电泳、表面声波和光镊技术等。除了直接对CTCs进行特异性识别实现正向富集外,也可以通过选择性结合诸如白细胞等干扰,再将其排除,从而达到反向富集的效果。　　2、、芯片原位CTCs检测　　对于CTCs的检测,通常采取先进行细胞染色,再用荧光显微镜观察的方法,但该方法在灵敏度上有待提高,且重现性较差,需要手动操作和人工计数。　　此外,以荧光光谱为代表,一些常见的光谱检测手段也被广泛应用在芯片上CTCs的检测中。　　除了光学分析方法外,研究人员通过使用传感元件实现了CTCs芯片检测结果的数字化直读或可视化分析。　　3、总结与展望　　本文对CTCs分离微流控芯片的技术原理、分离策略和研究进展进行了综述。其技术原理主要分为物理筛选和生物亲和两大类,分离策略分为正向富集和反向富集两个方向。同时,介绍了CTCs芯片原位检测的主要技术方法和优化策略。随着微流控芯片技术的快速发展,其微尺度流体操控、微结构加工和集成传感检测能力得到极大提升,进一步推动了CTCs分离微流控芯片技术的发展。多项研究显示,以微流控芯片为平台来分离检测外周血中的CTCs,可以充分发挥芯片本身微量、高效、易于自动化和集成化的优势,最终实现对临床血液中CTCs的快速精准分析,在肿瘤早期诊断、复发与转移监测以及抗肿瘤药物评价等多个领域具有重要的应用空间。　　现阶段,CTCs芯片在筛选精度和筛选效率方面仍存在较大的提升空间。针对这一挑战,由于精准与高效二者难以兼得,未来的芯片设计应该更专注于单个目标的实现。一方面,针对基础研究,应当注重于提高CTCs筛选的细胞纯度及细胞活性。可以先利用惯性效应对血液进行粗分离,筛分出尺寸较大的白细胞和CTCs。再采用液滴分选的方法,通过免疫磁性分离实现CTCs的精确筛选。液滴分选技术能够达到单细胞分析的精度,利用液滴分选进行肿瘤细胞筛选也已有文献报道。另一方面,针对临床检测领域,研究重点则在于实现临床样本的高通量分析。可以采用电分析方法,依据不同种类细胞的比膜电容和细胞质电导率差异来设置恰当的阈值,对流经检测窗口的CTCs实现快速分析。此外,微流控芯片技术属于多学科交叉领域,CTCs芯片的发展同时也受益于微机电系统(MEMS)、材料学、流体力学和生物医学等研究领域的技术突破。随着相关领域研究技术的发展,CTCs芯片未来有望成为肿瘤基础研究和癌症早期临床诊断的重要平台。

近日，西安市场上赣南脐橙被曝99%经过染色处理，工商部门已介入调查，但染色脐橙依旧销售火爆，未见下架之势。西安市农业局流通处处长杨振峰告诉 “中国之声”，他们向省农业厅反映了，厅里要求了解一下西安有无检测机构可以检测里面的化学成分，结果没有一家有检测能力，而且国家也没有检测标准，政府监管部门失去了法律依据。　　染色脐橙红红亮亮，记者们一看便知，果商们一看便知，只有政府监管部门需要有检测能力的机构进行科学检测。结果是没有机构具备检测能力，即使有检测能力，国家也没有相关标准，于是政府监管部门就没有执法依据，只能由着染色脐橙 “火爆热销中”。谁要是吃了染色脐橙倒了霉，可别怪监管部门。　　与西安遥相呼应的是，北京市小学生张皓调查发现九成蘑菇被漂白，而北京市食品安全办公室却说“食用菌合格率为97.73%”，中国食用菌协会也表示 “不相信小学生的实验结果”。干脆不承认有食品安全问题，既然问题都不存在，自然犯不着他们劳神费力。相比之下，西安的监管部门还算不错，承认问题，想管一管，只是天不与便，只好放弃。　　看来，监管食品市场，政府监管部门活用两招即可应付自如：一招是坚称太平无事，不容许 “无事生非” 另一招是承认有事，但不是我不管，而是没有检测能力与标准，没有执法依据，爱莫能助。两招殊途同归，最终都是监管部门不作为，问题搁在原地，消费者自求多福。　　但市面上传言四起，老百姓没法安心自处，他们需要有关部门升帐理事。关于脐橙染色的事，西安市农业局流通处已向省农业厅反映过了，既然本地不具备检测能力，省农业厅向上级部门报告没有?既然媒体已公开报道，上级部门有没有注意到此事，接下来准备怎么办?这是公众亟欲知情的。　　据说，西安市农业局官员以为，只有大力宣传让群众知道染色橙对人体的害处，拒绝购买，才能从根本上遏制染色脐橙的销售。如果群众都长着一双雪亮的眼睛，当然就能保证没事。但如果凡事群众都能够自行解决，大家又何必出钱养一帮公务人员?纳税人雇用公务人员，难道目的只是让公务人员整天无所事事吗?　　很明显，有关监管部门不想管事，懒得管事，而且有理由不管事，可以不管事。不管事也不用担什么责任，于是多一事不如少一事，所以食品安全问题堆积如山，险象环生。两个月前，也是西安，市面上生姜被曝60%是硫磺熏制的毒姜，而且这种毒姜已经横行市场七年。既然检测没能力，执法没依据，安全问题只好一直存在着。如此说来，每个活着的国人还真是幸运，又或者是免疫力已经久经考验而自然形成了。

记者昨天获悉，清华大学与中国生物芯片工程中心等机构的科研人员，首次在遗传基因中发现一个可能导致中国人出现唇腭裂的重要位点。此前外国专家找到的位点，只对西方人种有致病可能。相关论文昨天在国际顶级学术期刊《自然通讯》发表。　　基于这一重要发现，未来有望研制出生物芯片，用以检测从孕妇体内采集的婴儿血液，评估孩子出现唇腭裂的风险。　　发现找到嫌疑位点只对国人致病　　参与执行该项目的清华大学医学院博士王怡瑞介绍，从世界范围看，先天性唇腭裂的发生率在黄种人中最高，在中国能达到1.82/1000，&ldquo 是我国发病率第二高的先天性疾病&rdquo 。　　王博士表示，&ldquo 兔唇&rdquo 由先天遗传和后天环境共同作用形成，其中遗传作用较大。他介绍，25%到35%的唇腭裂有家族病史，如果父母患有唇腭裂，那么儿女的发病率比普通人高40倍。　　&ldquo 我们的研究目的，就在于从根子上找到这些患者可能会致病的基因。&rdquo 王博士说，2010年起清华大学教授、中国生物芯片工程中心主任程京院士，开始对造成唇腭裂的基因因素进行调查。　　2014年底，科研人员在基因中发现一个可能会导致发生兔唇的位点。这个位点在16号染色体，编码为rs8049367，位于CREBBP基因和ADCY9基因之间。　　王博士介绍，此前世界上仅有五六个团队在研究先天性唇腭裂的致病基因，且均为欧美国家。他表示，外国专家已找到12个基因位点，但只对西方人种有致病可能。&ldquo 这次我们找出了第13个位点，而且是只对中国人有致病嫌疑的。&rdquo 　　追访调查数千样本扫描百万基因　　王博士回忆，科研人员到宁夏、广州、南京等地对2500个唇腭裂患者和3100个正常人进行问卷调查和生物芯片扫描。&ldquo 这是一次非常庞大的调查，在亚洲来说都是首次。&rdquo 　　&ldquo 问卷太多，问得都麻木了。&rdquo 有一次在宁夏调查中，王博士本来要问&ldquo 睡觉时会不会出汗&rdquo ，结果说成了&ldquo 出汗时会不会睡觉&rdquo ，患者听后一脸茫然。前三年，科研团队都在调查和采集样本，调查问卷摞起来相当于50本《现代汉语词典》。　　除了问卷，科研人员还要利用生物芯片对患者血样中的DAN进行分析。人身体有30亿个碱基单位，要对其中120万个嫌疑基因位点进行扫描。将患者和正常人身体中的同一个位点作对比，寻找不同之处。&ldquo 就好像夜晚在CBD林立的大楼中，找出一个容易坏的灯泡。&rdquo 王博士说。　　&ldquo 找出的位点越多，越能有效预防唇腭裂的出现。&rdquo 王博士说，以后可能研制出检测唇腭裂的生物芯片。　　他解释说，胚胎发育4周到10周时，开始形成面部。这时可以通过孕妇采集婴儿血液，用生物芯片进行检测，评估出现唇腭裂的概率。

【提要】西安市场上赣南脐橙被染色一事前段时间在媒体的连续报道下，引起社会各界广泛关注，但记者走访西安市多家农贸市场和超市后却发现，染色脐橙依旧销售火爆，西安市农业局流通处。流通处处长杨振峰告诉记者，染色橙的问题，其实在去年就已经引起了农业部门的注意，但由于目前西安市还没有一家检测机构能够具备检验染色橙化学成分的资质，所以给他们的工作带来了一定难度。　　中广网北京12月6日消息 据中国之声《新闻纵横》报道，西安市场上赣南脐橙被染色一事前段时间在媒体的连续报道下，引起社会各界广泛关注，工商部门也已介入调查，但记者走访西安市多家农贸市场和超市后却发现，染色脐橙依旧销售火爆，未见下架之势。　　近日，记者来到了西安市最大的水果批发市场——西北农副产品中心批发市场，以批发橙子为由向商贩询问价钱。看到有生意，商贩立刻热情地围拢上来向记者推介自家的橙子。记者发现，市场里99%的橙子都是经过染色处理的，红红亮亮特别抢眼，为了让记者购买他家的脐橙，周围的商贩竞争给记者推荐：　　接下来，记者走访了西安市胡家庙蔬菜批发市场以及多家零售摊点，发现情况确实如此，市场上销售的99%的赣南脐橙，全部是经染色处理。但零售商贩对染色一事矢口否认。　　随后，记者将有关情况分别反映给了西安市工商局以及西安市农业局，但两个多星期过去了，记者发现，染色脐橙依旧横行于西安市场，无论是大型超市还是各个零售摊点，随处可见，未见收敛之势。在西安市边家村一家水果摊前，染色赣南脐橙被整齐的摆放在摊点前。　　没有检测能力　　雀声四起的染色脐橙为什么在相关部门的严厉打击之下依旧销售火爆呢?相关检验部门究竟有没有做相关检验工作呢?记者采访了西安市农业局流通处。流通处处长杨振峰告诉记者，染色橙的问题，其实在去年就已经引起了农业部门的注意，但由于目前西安市还没有一家检测机构能够具备检验染色橙化学成分的资质，所以给他们的工作带来了一定难度。　　杨振峰：咱们西安市我们去年了解了一下，染色橙的这个问题啊，它往年也有，原来也想这个事是个问题，向农业厅进行了反映，它要求我们了解一下，看西安市哪一家检测机构能检测染色橙的那里面的染色成分，我们了解了一下，西安市还没有一家有这方面的检测能力的。　　没有明确标准　　杨振峰同时还指出，除了缺少检测机构外，国家在染色脐橙的检疫检验目前还没有一个明确的标准。　　杨振峰：咱们现在这些农业部门还没法检测，染色橙的那个染料是什么成分，因为它没有经过国家有关部门的计量认证，目前还没有这个能力。作为政府的监管部门，他就失去了法律的依据。染色，他里面有多少的安全的风险?这个不好说啊。　　无法强制禁售　　杨振峰说，他们曾经多次联合工商部门对市场上销售的染色脐橙进行检查，在国家还没有明确检疫检验标准的情况下，他们只能深入市场，从橙子经营户方面入手。　　杨振峰：我们已经派出了人员深入市场，组织橙子的经营者，进行调研，给他们办培训班，讲明啊，虽然目前还没有标准，但是我们认为它如果是用化学染色剂进行染色的话，它会存在一定的，潜在的质量安全风险，群众吃了，可能会带来一些负面的影响，要求他们增强自律意识，自觉地不经营这种产品。　　与此同时，他们也正在积极的向上级部门汇报情况，希望相关方面的标准尽快出台。　　杨振峰：按照《食品安全法》的规定，必须由国家卫生部组织专家进行评估制定相关的标准才行，但在国家没有标准的情况下，作为政府的监管部门，哪一个地方或者哪一个人说了都不算。　　杨振峰说，许多群众图看好，购买染色脐橙，客观上也给部分不法商贩带来了销售动机，只有大力宣传，让群众知道染色橙对人体的害处，拒绝购买，才能从根本上遏制染色脐橙的销售。他说，一般自然熟透的橙子会有不均匀的淡黄色斑纹，而被染过色的橙子会有明显的染色痕迹，最简单的鉴别办法就是用纸擦。一般染过色的橙子会擦出红色。