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CRISPR/Cas9 (clustered regularly interspaced short palindromic repeats and CRISPR-associated proteins)是目前最常用的基因編輯工具酶，在科研領域被廣泛應用，而在臨床方面的應用因為其脫靶活性一度停滯不前。它通過guide RNA（gRNA）與靶向DNA序列的配對，從而將Cas9錨定在靶向基因并誘導產生DNA雙鏈斷裂（DSB）。在基因編輯誘發的DSB的修復過程中，一定幾率會產生基因突變或者外源DNA片段的插入，從而達到基因編輯的目的。在實際應用過程中，一個好的基因編輯酶Cas9需要同時滿足高效切割靶位點、低脫靶活性和低染色體異常三個特點。目前在這三個方面，有一部分基于PCR的方法用于估算基因編輯效率，但其結果可靠性有待提高；有一些基于高通量測序的方法可以在體內或者體外檢測基因編輯酶的脫靶活性；尚無系統的可定量的測量基因組異常結構的方法。本項目開發了一種新的方法，可以用來同時定量檢測Cas9編輯效率和脫靶活性以及編輯引起的染色體異常結構，即primer-extension-mediated sequencing（PEM-seq）。這是對基因編輯和DNA損傷修復等領域都有巨大促進作用的新技術。與此同時，該項目包括了該團隊利用PEM-seq篩選出的一個相比于現有Cas9變體具有更低脫靶活性且與野生型Cas9切割效率相當的Cas9變體further enhanced Cas9 (FeCas9)。

本發明公開了一對特異識別綿羊KRT25基因的多肽及其編碼基因和應用。該多肽由多肽甲和多肽乙組成；所述多肽甲由16個TAL核酸識別單元組成，每個TAL核酸識別單元中具有一個雙連氨基酸；所述多肽乙由15個TAL核酸識別單元組成，每個TAL核酸識別單元中具有一個雙連氨基酸。本發明可實現在細胞或個體水平上對綿羊KRT25基因進行敲除或修飾，以解析綿羊KRT25基因的功能、構建綿羊KRT25基因突變庫或獲得相關疾病模型,為綿羊育種及醫藥研發服務。

哺乳動物的胸椎數決定肋骨數，肋骨數是養豬生產中的重要經濟性狀。除豬和羊外，幾乎所有哺乳動物的脊椎數都是固定的，目前主流的杜洛克、長白、大白豬種的肋骨數變異明顯，通常是14-16根，每增加一根肋骨，100Kg商品豬體長增加200px，產肉量增加1%以上。因此，肋骨數的選育改良具有重大的經濟價值。 項目組在豬7號染色體上鑒別到影響效應大1根肋骨的基因關鍵變異位點，由此創建了新型的種豬肋骨數增加基因育種新技術，申請并獲得國家發明專利一項，代表性論文發表于國際知名在線學術期刊PLoS one(2013,8:e20534)。

本發明提供了谷子SiASR4基因及其應用，屬于植物基因工程技術領域。本發明首次克隆得到與植物逆境脅迫相關的SiASR4基因，其核苷酸序列如SEQ ID No.1所示，將所述基因轉化到植物中可提高植物抗逆性。本發明還提供了用于PCR擴增及檢測SiASR4基因的特異引物對，其核苷酸序列如SEQ ID No.2?3所示；用于實時熒光定量PCR檢測SiASR4基因的特異性引物對，其核苷酸序列如SEQ ID No.4?5所示。本發明的SiASR4基因可用于植物抗逆新品種的培育，具有廣闊的應用前景。

項目簡介 基因治療可用于包括癌癥、艾滋病、心血管病、傳染性疾病等在內的各種獲得性和遺傳性疾病。近幾年來核酸及基因藥物得到快速發展，已有多個核酸藥物經FDA批準應用于臨床治療?；蛑委熛鄬ζ渌委煼椒ㄓ兄舾蓛瀯荩趯嶋H應用過程中也面臨著一些挑戰。其中，基因輸送載體對于基因治療來說是十分關鍵。目前開發基因輸送載體的策略主要分為病毒和非病毒介導的輸送系統。病毒載體具有非常高的輸送效率并且可以保證基因的長期表達，因此是目前臨床上應用最多的載體。但病毒載體在臨床使用過程中也暴露出了許多缺陷，這些缺陷大大限制了病毒載體的應用。為了克服病毒載體的諸多不足，近些年來非病毒載體得到了迅速發展。這其中就包括研究最廣泛的非病毒載體聚乙烯亞胺。PEI是最好的體外轉染試劑之一并且已經被一些研究工作者當成聚合物類基因轉染試劑的“金標準”。 PEI的轉染效率和細胞毒性主要受其分子量、支化程度、表面電勢和粒徑的影響。隨著分子量的升高，支鏈PEI轉染效率升高；然而，細胞毒性也同時升高。為了消除或降低與PEI有關的細胞毒性，目前已經發展出了多種不同的策略。這些策略主要包括使用直鏈高分子量PEI，用多糖、親水性聚合物（如PEG）、二硫鍵連接臂、脂質基團等取代或連接高分子量和低分子量的支鏈PEI市場上銷售的PEI分子量范圍非常廣泛，從1000 Da以下到1.6 × 103 kDa都有。 維生素E是一種脂溶性化合物，它包括生育酚和生育三烯酚，其中α-生育酚是自然界中分布最廣泛、含量最豐富并且活性最高的維生素E形式。維生素E的生物功能除了最熟知的抗氧化功能之外，還涉及酶活性的調節、基因表達調控以及神經生物學功能等。通過消化道吸收進入血漿的維生素E經受體介導進入肝細胞，進入肝細胞的維生素E又在維生素E結合蛋白的運輸下進入肝外組織。維生素E本身的疏水性質、豐富的生物調節功能以及其受體介導的肝細胞攝取方式都預示著用它來修飾PEI有助于實現基因的器官靶向的遞送。 因此，我們開發了維生素E修飾的聚乙烯亞胺衍生物及其合成方法和應用。維生素E的修飾有利于基因質粒的包載、遞送和釋放，其毒性隨著PEI上的維生素E飾數目的增加而降低，維生素E的修飾能夠大大增加pDNA質粒的細胞攝取后基因編碼蛋白的表達。動物體內實驗表明PEI衍生物可成功將pDNA質粒輸送到小鼠的肝臟和肺臟中，該復合物（PEI/pDNA）能進入肝臟和肺臟細胞并進一步釋放質粒DNA和基因表達。本成果具有聚乙烯亞胺衍生物作為基因輸送載體具有毒性低、轉染效率高和基因藥物已釋放等優點。項目團隊 項目團隊包括北京大學藥學院湯新景教授，以及課題博士后和研究生組成。湯新景教授為天然藥物及仿生藥物國家實驗室PI，國家自然科學基金委優青、教育部青年長江學者和新世紀人才。應用范圍 該項目可用于核酸基因藥物的包載和遞送材料，實驗研究中的基因遞送試劑盒等。項目階段 目前該項目處于臨床前研究（動物研究階段）。知識產權 已申請專利（201610802130.6），北京大學為唯一專利權人。合作方式 技術轉讓、技術許可、技術入股、共同開發等。

基因治療可用于包括癌癥、艾滋病、心血管病、傳染性疾病等在內的各種獲得性和遺傳性疾病。近幾年來核酸及基因藥物得到快速發展，已有多個核酸藥物經FDA批準應用于臨床治療?；蛑委熛鄬ζ渌委煼椒ㄓ兄舾蓛瀯荩趯嶋H應用過程中也面臨著一些挑戰。其中，基因輸送載體對于基因治療來說是十分關鍵。目前開發基因輸送載體的策略主要分為病毒和非病毒介導的輸送系統。病毒載體具有非常高的輸送效率并且可以保證基因的長期表達，因此是目前臨床上應用最多的載體。但病毒載體在臨床使用過程中也暴露出了許多缺陷，這些缺陷大大限制了病毒載體的應用。為了克服病毒載體的諸多不足，近些年來非病毒載體得到了迅速發展。這其中就包括研究最廣泛的非病毒載體聚乙烯亞胺。PEI是最好的體外轉染試劑之一并且已經被一些研究工作者當成聚合物類基因轉染試劑的“金標準”。 PEI的轉染效率和細胞毒性主要受其分子量、支化程度、表面電勢和粒徑的影響。隨著分子量的升高，支鏈PEI轉染效率升高；然而，細胞毒性也同時升高。為了消除或降低與PEI有關的細胞毒性，目前已經發展出了多種不同的策略。這些策略主要包括使用直鏈高分子量PEI，用多糖、親水性聚合物（如PEG）、二硫鍵連接臂、脂質基團等取代或連接高分子量和低分子量的支鏈PEI市場上銷售的PEI分子量范圍非常廣泛，從1000 Da以下到1.6 × 103 kDa都有。 維生素E是一種脂溶性化合物，它包括生育酚和生育三烯酚，其中α-生育酚是自然界中分布最廣泛、含量最豐富并且活性最高的維生素E形式。維生素E的生物功能除了最熟知的抗氧化功能之外，還涉及酶活性的調節、基因表達調控以及神經生物學功能等。通過消化道吸收進入血漿的維生素E經受體介導進入肝細胞，進入肝細胞的維生素E又在維生素E結合蛋白的運輸下進入肝外組織。維生素E本身的疏水性質、豐富的生物調節功能以及其受體介導的肝細胞攝取方式都預示著用它來修飾PEI有助于實現基因的器官靶向的遞送。 因此，我們開發了維生素E修飾的聚乙烯亞胺衍生物及其合成方法和應用。維生素E的修飾有利于基因質粒的包載、遞送和釋放，其毒性隨著PEI上的維生素E飾數目的增加而降低，維生素E的修飾能夠大大增加pDNA質粒的細胞攝取后基因編碼蛋白的表達。動物體內實驗表明PEI衍生物可成功將pDNA質粒輸送到小鼠的肝臟和肺臟中，該復合物（PEI/pDNA）能進入肝臟和肺臟細胞并進一步釋放質粒DNA和基因表達。本成果具有聚乙烯亞胺衍生物作為基因輸送載體具有毒性低、轉染效率高和基因藥物已釋放等優點。

中試階段/n該項目利用該室自己分離鑒定篩選到的增殖滴度高、免疫原性好的鄂A地方標準毒株，采用基因工程與病毒分子生物學的方法與原理，構建了6株基因缺失重組病毒，其中TK-/gG-/LacZ+已按新獸藥證書的要求，完成了中試與區域試驗，經動物實驗和中試應用證明該產品在產生抗體的時間和保護效果優于目前的國內外同類產品。克隆、鑒定、測序，在原核大腸桿菌、真核酵母和桿狀病毒表達系統表達了gG和gE兩個基因，用其表達產物建立了gG-ELISA（酶聯免疫吸附試驗）、gE-ELISA、gG-LAT（乳膠凝集試驗）和

形成了具有中國自身特色的材料基因工程數據共享平臺技術，并據此建成便捷實用的數據服務平臺。基于材料基因工程思想，在國家“863”計劃（2015AA034201）支持下，建設國家材料科學數據共享網 2.0 版。2017 年 5 月完成建設并實現上線運行訪問，滿足材料基因工程數據存儲與管理需要（http://www.materdata.cn/）。該平臺同時承擔國家“863”計劃和北京市科技支撐計劃材料基因工程項目（D16110300240000）的數據匯交任務。材料基因工程數據共享平臺于2018年4月3日在北京舉辦的“863”課題驗收會議上成功驗收，并得到專家認可。專家委員會主席秦高梧教授認為：初步構建了材料基因工程數據共享平臺的框架，具有查詢、檢索、統計、下載以及對接數據挖掘等功能；初步形成了集熱力學計算、動力學計算、有限元模擬、神經網絡分析的多層次跨尺度一體化設計方法。為滿足該平臺的數據匯交和數據共享，開發了材料科學數據DOI 注冊軟件[MaterDataDOI] v1.0，并獲得了該軟件的著作權（北京科技大學，2017SR056658）。除公益性數據互聯網共享服務外，同時面向鋼鐵、有色等行業，提供定向資源共享以及專題性定制服務，探索公益性共享與定向服務數據共享機制和方式。

本發明的心房肽基因轉染細胞微囊，涉及醫藥中的基因制品。旨在解決心房肽基因治療疾病帶來的免疫耐受、安全、使用時間和劑量限制等問題。本發明的微囊在中空的聚己內酯微囊或聚氨酯微囊中包被人類心房肽基因編碼序列轉染永生化細胞，上述聚己內酯微囊或聚氨酯微囊的囊體上的孔徑為5-10nm，人類心房肽基因編碼序列是人ANPcDNA(CANP)編碼全部序列，即核苷酸1到456。永生化細胞是CHO細胞、COS細胞、EVC304人臍靜脈內皮細胞、骨髓基質細胞、3T3TK成纖維細胞和人胚肺細胞中的一種。本發明的微囊適用于植入人體，能長時間不斷地釋放人類心房肽，治療高血壓、心力衰竭、腎功能不全等疾病。