有生之年第一次300赞，上了日报，开组会时候想到什么写什么，写的很粗糙，见谅。一开始记错了写的“青霉素杀阴性菌”，感谢诸位知友指正。&br&--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------&br&爪机党码字儿不易，转载请告知。。。&br&&br&噬菌体从刚被发现开始，就被认为是用来抑菌的好东西，如图，一个小洞就是一个噬菌体分子吃出来的，效果多赞&br&&br&&img src=&/03fc9dcfc9bd32607efb1e_b.jpg& data-rawheight=&810& data-rawwidth=&1080& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1080& data-original=&/03fc9dcfc9bd32607efb1e_r.jpg&&&br&&br&&br&&br&但是为什么最终基本没有投入应用，是因为抗生素的发现和抗生素相关产业发展，同样抑菌，噬菌体与传统抗生素相比有以下弱势:&br& 1.噬菌体裂解谱太窄太窄太窄。抗生素的最大优势是抑菌谱广啊，拿青霉素说，革兰氏阳性菌一杀杀一片，效率多高啊。而某种噬菌体只能针对其宿主菌的某一种类型（由宿主细胞膜表面的受体决定），往往要十几种噬菌体才能搞定一种细菌，使其应用范围被大大的缩小了，还拿什么跟抗生素争？ &br&2.耐受。细菌能通过筛选产生抗药性，噬菌体就不会有耐受吗？学生物的生口们应该知道，配完氨卞的板子放那儿一两个月都不会长菌。细菌要产生抗药性是一个漫长的过程，从抗生素使用到现在耐药性泛滥，起码几十年过去了。。而宿主产生噬菌体耐受要多久？我做的铜绿假单胞菌噬菌体，答案是一两晚上，刚被噬菌体吃光的板子上，放一晚上就密密麻麻长出耐受了。一种抗生素从投入市场起码可用十几年，单一噬菌体产品搞不好很短时间就失效了，研发投入跟产出比太大了。&br& 3.免疫方面，噬菌体毕竟也是大蛋白颗粒，也是个抗原，体内注射可能会刺激免疫系统的反应（我的绿脓好像还好，没看到引起免疫的报道，对烧伤感染的效果还可以，别的噬菌体不知道）&br& 4.生产方面。抗生素可以制成粉末，胶囊，注射液，大部分常温就能保藏运输，噬菌体毕竟是“活”生物制品，这方面成本比较高。 &br&5.政府审批。一句话，我国不批，美国批了一两个，欧洲不批，东欧批的多。不过欧美看着东欧干的热火朝天，也开始制定相关制品的标准和规范了，我国还没有。不批你有噬菌体都没法去用于治疗（认识的某烧伤大夫也做过噬菌体，聊的时候说:“眼睁睁看着病人严重烧伤并发严重感染，全是耐药菌，也不敢用噬菌体，出了事谁担责任”），没办法，法律层面过不去。。。&br&&br& 黑了这么多，开始粉，噬菌体治疗的应用前景还是极其广阔的，它有着很多抗生素木有的nice技能啊。。 开始数数: &br&1.能治超级细菌，不多说了，各种耐药菌也有它对应的噬菌体，专治各种不服。&br&&br& 2.噬菌体人家谱窄，谱窄有谱窄的好处呀。。在复杂细菌的环境中，比如说人体肠道，以往一颗药丸子下去，男的女的老的少的益生的有害的全死啦死啦地，长期下去肠道菌群异常，还要吃粪菌来改善肠道菌群（没错，就是吃粑粑胶囊）。有了噬菌体，咱只服用志贺氏痢疾沙门的噬菌体，对益生菌没有伤害，从此腰也不疼腿也不酸有效改善腹泻。&br&&br& 3.高效价高效率，抗生素吃下去，随着代谢，体内的药越来越少，效果降低，隔天再服药，一个疗程吃好多药。。。噬菌体不一样，一个下去，千千万万个繁殖出来，直到宿主菌消灭，量才减少，一次或少次用药，就可以达到很好的效果，这方面抗生素low多了。&br&&br& 4.可以通过抗生素检查:这方面在兽用药方面特别明显，蛋奶肉制品严格规定了抗生素的检出量（国内抗生素还滥用的厉害，主要是监管不力，比如奶场到了夏天乳房炎发病率很高，然后……），但禽畜总不能生个小病扔那里自生自灭吧对吧，bingo，噬菌体就没这方面担忧;另外，在肉奶蛋的运输过程中，细菌污染影响也很大，煮熟了还好，像欧美人喜欢三到七分熟的，肿么办。。现在美国就有在牛肉运输过程中喷洒沙门菌噬菌体的，成本自然比抗生素贵，可以用于高端的肉类嘛。。。 &br&&br&&br&5.针对上述的瓶颈，有很多的解决方法:谱窄的话可以几种噬菌体混合鸡尾酒疗法啦，或干脆抗生素噬菌体联用;耐受的话鸡尾酒疗法也能解决，或定期添加新噬菌体减去没用的噬菌体;免疫的话我觉得还好，实验中还没发现，但我觉得是一个可能的隐患，所以写上去了。。。或干脆用在外环境比如肠道尿道皮肤;价格么，产业大了自然便宜，当年抗生素多贵啊，现在就几块钱的事。。。;政府审批是个问题，还需多方努力，毕竟新概念的药物不是那么容易通过的。。&br&&br&&br&6.毕竟噬菌体是在抗生素失效后才端得上台面的，每个感染者的情况和菌都不一样，在格鲁吉亚，有那种针对个人的噬菌体诊疗:抗生素搞不定问题了，你就来联系，寄份感染样品过来，我们给你专门筛噬菌体，，上到严重烧伤下至脚臭都能给你搞定，然后再把噬菌体寄给你，多么个性的治疗。。开创了医疗界的B2C，妈妈再也不用担心医生收回扣乱开药了（法律问题难解决，并不推荐）&br&&br&&br&综上个人觉得，噬菌体还是很有应用前景的，拭目以待吧。&br&国内做噬菌体的只有菲吉乐科这一个公司，在南京，还是挺有未来的。&br&--------------------------------------------------------------------------------------&br&--------------------------------------------------------------------------------------------------------&br&最后向大家求助一下，因为我是做烧伤相关菌株的噬菌体的，主要是铜绿假单胞菌，金黄色葡萄球菌和鲍曼不动杆菌；现在手里有150+的铜绿，需要大量的各地的不同的耐药菌株，如果有在医院检验科或医科学校的知友，有相关资源的话，可否私信我并帮助一二，我也可以支付相关费用，承蒙诸位，不胜感激。
有生之年第一次300赞，上了日报，开组会时候想到什么写什么，写的很粗糙，见谅。一开始记错了写的“青霉素杀阴性菌”，感谢诸位知友指正。-------------------------------------------------------------------------------------------------------------…
我们所居於的时空有四个维（3个空间轴和1个时间轴）,根据爱因斯坦的概念称为四维空间,我们的宇宙是由时间和空间构成,而这条时间轴是一条虚数值的轴.&br&有些理论预言我们所居於的宇宙实际上有更多的维度（通常10,11 或 26 个）.但是这些附加的维度所量度的是次原子大小的宇宙.（请参看弦理论）&br&弦理论&br&弦理论是发展中的理论物理学的一支,结合量子力学和广义相对论为量子重力.弦理论用一段段「能量弦线」作最基本单位以说明世界上所有物质结构,大至星际银河,小至电子、质子及夸克一类的基本粒子都由这一维的「能量线」所组成.中文文献上,一般写作「弦」或「弦」.&br&较早时期所建立的粒子学说则是认为所有物质是由零维的点粒子所组成,也是目前广为接受的物理模型,也很成功的解释和预测相当多的物理现象和问题,但是此理论所根据的粒子模型却遇到一些无法解释的问题.比较起来,弦理论的基础是波动模型,因此能够避开前一种理论所遇到的问题.更深的弦理论学说不只是描述弦状物体,还包含了点状、薄膜状物体,更高维度的空间,甚至平行宇宙.值得注意的是,弦理论目前尚未能做出可以实验验证的准确预测,关於这一点,以下内文会说明.&br&发展历史&br&弦理论的雏形是在1968年由Gabriele Veneziano发现.他原本是要找能描述原子核内的强作用力的数学函数,然後在一本老旧的数学书里找到了有200年之久的Β函数,这函数能够描述他所要求解的强作用力.不久後李奥纳特·蘇士侃发现,这函数可理解为一小段类似橡皮筋那样可扭曲抖动的有弹性的「线段」,这在日後则发展成「弦理论」.&br&虽然弦理论最开始是要解出强作用力的作用模式,但是後来的研究则发现了所有的最基本粒子,包含正反夸克,正反电子,正反微中子等等,以及四种基本作用力「粒子」（强、弱作用力粒子,电磁力粒子,以及重力粒子）,都是由一小段的不停抖动的能量弦线所构成,而各种粒子彼此之间的差异只是这弦线抖动的方式和形状的不同而已.&br&玻色弦理论&br&最早期的弦论叫做玻色弦理论,南部阳一郎给出了最早的作用量,但是该作用量在场论的框架内难以量子化.此後亚历山大·泊里雅科夫给出了一个等效的作用量,其几何含义是把时空坐标视为一个世界面的纯量场,并且在世界面上满足广义相对论的一般坐标变换规则.除此之外,如果要求这个作用量同时满足在外尔变化下不变,那麼自然的会要求这个世界面是一个二维的曲面.&br&玻色弦理论是最简单的一个弦论的模型,它最重要的物理图像是认为物理粒子不是单纯的点粒子,而是由於弦的振动产生的激发态.显然它有很大的缺点,其一是它只简单描述了纯量玻色子,没有将费米子引入框架内；其二没有包含一般量子场论中的规范对称性；其三是当研究它的质量谱时候发现,它的真空态是一组质量平方小於零的不稳定快子.所有这些问题在推广到超弦理论後得到了很好的解释.&br&超弦理论&br&另外,「弦理论」这一用词所指的原本包含了26维的玻色弦理论,和加入了超对称性的超弦理论.在近日的物理界,「弦理论」 一般是专指「超弦理论」,而为了方便区分,较早的「玻色弦理论」则以全名称呼.1990年代,受弦对偶的启发,爱德华·维顿猜想存在一11维的M理论,他和其他学者找到强力的证据,显示五种不同版本的十维超弦理论与十一维超重力论其实应该是M理论的六个不同极限.这些发现带动了第二次超弦理论革新.&br&弦理论与大一统理论&br&弦理论会吸引这麼多注意,大部分的原因是因为它很有可能会成为大一统理论.弦理论也可能是量子重力的解决方案之一.除了重力之外,它很自然的成功描述了各式作用力,包含了电磁力和其他自然界存在的各种作用力.超弦理论还包含了组成物质的基本粒子之一的费米子.至於弦理论能不能成功的解释基於目前物理界已知的所有作用力和物质所组成的宇宙,这还是未知数.至今研究员仍未能找到一个弦论模型,其低能极限为标准模型.&br&额外维&br&D-膜&br&由於超弦理论的时空维数为10维,所以很自然的可以认为有6个额外的维度需要被紧化.当对闭弦紧化时,可以发现所谓的T-对偶；而对开弦紧化则可以发现开弦的端点是停留在这些超曲面上的,并且满足Dirichlet边界条件.所以这些超曲面一般被称为「D膜」.研究员称D膜的动力学为「矩阵理论」（M理论),是为「M」字之一来源.
我们所居於的时空有四个维（3个空间轴和1个时间轴）,根据爱因斯坦的概念称为四维空间,我们的宇宙是由时间和空间构成,而这条时间轴是一条虚数值的轴.有些理论预言我们所居於的宇宙实际上有更多的维度（通常10,11 或 26 个）.但是这些附加的维度所量度的是次…
&a class=&member_mention& data-hash=&32e5eab74aae9c& href=&///people/32e5eab74aae9c& data-hovercard=&p$b$32e5eab74aae9c&&@石艺峰&/a& 和 &a class=&member_mention& data-hash=&003bbca50fb2afaf2293585& href=&///people/003bbca50fb2afaf2293585& data-hovercard=&p$b$003bbca50fb2afaf2293585&&@原菁蔓&/a& 已经简述了 1 型、2 型糖尿病，遗传因素在疾病发生、发展中的作用——回答得非常不错，我无意补充。不过，既然谈到糖尿病的遗传学，那么无论如何，我们都不应忘记今年 ADA（American Diabetes Association，美国糖尿病协会）年会上，捧走 Banting 奖（以胰岛素发现者之一命名）的 Graeme I. Bell 教授。过去几十年间，他在糖尿病分子生物学和遗传学领域所作的巨大贡献，足以推动糖尿病学向前迈进一大步。&br&&br&他与 Genetech 的恩恩怨怨我们暂且搁下不表，单说他在糖尿病遗传学上最重要的研究成果：确定了 MODY 整整 3 个亚型的突变基因位点！&br&&br&MODY 指的是「maturity-onset diabetes of the young」，中文译为「早期在青少年的成年发病型&b&糖尿病&/b&」。我们已经知道，1 型、2 型糖尿病，除了遗传因素以外，环境因素也会对发病产生一定影响，因此两者并不能算严格的遗传病。但是，MODY 确确实实是&b&致病基因单一且明确&/b&的「&b&糖尿病&/b&」，同时有&b&明显的常染色体显性遗传倾向&/b&。&br&&br&目前为止，我们将 MODY 分成 7 个亚型，对应 6 种单基因位点突变：&br&&br&&ol&&li&MODY1 型，为肝细胞核因子 4α（HNF4α, 20q）基因突变，外显率高。这类患者&b&可能对磺脲类药物比较敏感&/b&。&br&&/li&&li&MODY2 型，为葡萄糖激酶（GCK, 7p）基因突变，是第一个被确定的 MODY 基因。这类患者通常终生无症状，多因常规医学检查发现，&b&除妊娠期间建议予胰岛素治疗，大多数（85%）患者仅需饮食控制&/b&。&/li&&li&MODY3 型，为肝细胞核因子 1α（HNF1α, 12q）基因突变。这类患者&b&通常首选低剂量磺脲类药物&/b&。&/li&&li&MODY4 型，为胰岛素启动子因子 1（IPF1, 13q）基因突变。迄今为止仅有 1 个 IPF1 突变家系的报道，因此难以定义该亚型患者的临床表型；生理学研究提示，IPF1 突变携带者 β 细胞功能障碍较严重。&/li&&li&MODY5 型，为肝细胞核因子 1β（HNF1β, 17q）基因突变。其显著特征是，该亚型所有患者均伴有非糖尿病肾病，包括肾囊肿、蛋白尿和终末期肾病。&/li&&li&MODY6 型，为 NeuroD1（2q）突变。迄今为止仅报道 1 个来自冰岛的 NeuroD1 突变家系，与糖尿病完全共分离。&/li&&li&MODYx 型，致病基因仍然不详。一般认为，年轻黑人中发生的「&b&非典型糖尿病&/b&」（atypical diabetes mellitus, ADM）即属于此型。&/li&&/ol&&br&前 6 种突变基因明确的 MODY 亚型中，1、2、3 型均为 Bell GI 教授首先发现并报道，而这 3 个亚型又占据了所有 MODY 患者基因型中的绝大多数，其中 MODY3 是最常见的病因。&br&&br&当然，并非所有人都能意识到 Bell IG 教授这一成就的重要性，毕竟 MODY 只是一类罕见的糖尿病类型。事实上，无论基础医学专家，抑或临床医学工作者，一直追求能将基础研究成果迅速地应用于临床实践之中，可这一步极其困难。MODY 的基因型被明确，有助于决定患者可能的临床经过、预后，并帮助临床医师作出最佳的治疗选择，堪称&b&糖尿病研究中第一个分子遗传学对临床、科研均起到重要作用的领域&/b&。&br&&br&突变位点明确之后，MODY 不再单纯依赖临床症状进行诊断，通过基因检测，其欧美糖尿病人群中的发病率已提高至约 5%（日本人、中国人 MODY 报道的发病率显著低于欧美人）。这类患者可以根据自己的 MODY 分型，选择最优化的治疗手段，从而节省费用。部分误诊为 1 型或 2 型糖尿病患者也可以进行遗传咨询，获知自己的实际情况，进行家族的风险干预。&br&&br&所以，尽管 MODY 不是常见的糖尿病类型，然而鉴于其在糖尿病遗传学研究领域中的重要性，值得一提——同时，MODY 也是具有遗传性的糖尿病。&br&&br&&i&本文关于 MODY 亚型描述的部分，参考了潘长玉教授主持编译的《Joslin 糖尿病学（第 14 版）》一书。&/i&
已经简述了 1 型、2 型糖尿病，遗传因素在疾病发生、发展中的作用——回答得非常不错，我无意补充。不过，既然谈到糖尿病的遗传学，那么无论如何，我们都不应忘记今年 ADA（American Diabetes Association，美国糖尿病协会）年会上，捧…
一般的癌症是普通细胞经过一系列的内源性或外源性变异，逐步成为癌细胞的。&br&&br&通过调整生活习惯，饮食习惯等，能降低得癌症的风险，但有限。&br&&br&&br&在 2000 年的经典文章 The Hallmarks of Cancer （该文章是 Cell 史上被引用数最多的文章）里，Hanahan 和 Weinberg 提出了癌细胞的几个关键特征：&br&&br&&br&&ul&&li&Resisting cell death：不死&/li&&/ul&&ul&&li&Inducing angiogenesis：促进新生血管生成&/li&&/ul&&ul&&li&Sustaining proliferative signaling：保持促生长信号&/li&&/ul&&ul&&li&Evading growth suppressors：逃避抑生长因子&/li&&/ul&&ul&&li&Activating invasion and metastasis：开启转移能力 &br&&/li&&/ul&&ul&&li&Enabling replicative immortality：无限复制 &br&&/li&&/ul&&br&在 2011 年发表的续篇 Hallmarks of Cancer: The Next Generation 里，两人又增加了两个可能的关键特征：&br&&br&&ul&&li&Reprogramming Energy Metabolism：能量代谢重整&/li&&/ul&&ul&&li&Evading Immune Destruction：躲避免疫系统追杀。&/li&&/ul&这里的每一个特征，都涉及到细胞里一个或多个重要的通路因为基因变异出现失常，大体是重要抑癌基因失活，原癌基因被激活。具体变异方式大多是点突变，基因移位，基因数倍增，基因被删除这些吧。&br&&br&&br&根据现在被普遍接受的肿瘤发生发展的多阶段模型，癌细胞的这些关键特征，是逐步形成的，因此大多数癌症在人体内从冒头到形成可查觉的恶性肿瘤，要十数年到数十年的时间。&br&&br&&br&&br&那，是什么情况会导致这些重要的基因通路出现异常呢？&br&&br&&br&还是 Hanahan 和 Weinberg 在 2011 年的文章，里面提出了两个促癌因素（enabling characteristics）：&br&&ul&&li&Genome Instability and Mutation: 基因组的不稳定和变异。&/li&&li&Tumor-promoting inflammation：长期炎症促发肿瘤&/li&&/ul&这些诱发癌症的条件，有外源的，也有内源的。比如我们受日晒，紫外线诱发 DNA 复制错误，是物理因素。食物/环境中的癌症诱变剂，是化学因素。肝炎，是病毒因素。这三个，是主要的诱发基因变异，走向癌症的外源因素。&br&&br&&br&但是，既使我们完全避免了这些外源因素，也只能部分的降低得癌症的危险。Weinberg 估计，完美（就是不可能）情况下，你得癌症的机率也就是降低 50% 吧。这还是在发达国家。在发展中国家，其它常见病还没得到很好控制的地方，意义就更小了。&br&&br&&br&原因是，癌症是基因变异导致细胞获得了不死和无限增殖的能力。而这基因变异，是生物得以不停进化适应环境的核心机制。只要有细胞分裂复制，就有变异的可能。&br&&br&&br&就是说，癌症是生物生存的必要代价。没有这种强制变异，就没有物种的进化。同样，变异太剧烈太快，也不利于物种存活和繁洐。在长期的进化过程中，细胞形成了一套复杂的保护和修复机制，以平衡变异的破坏性和进化能力。这也是为什么癌症多发于老年人：生物的进化机制已经尽力把癌症推后到不会对生育繁洐产生直接影响的时期了。&br&&br&&br&所以，只要是多细胞生物，就必然会面对癌症，或类似的增殖失控问题。这个是生命进化的机制使然。&br&&br&完美的预防，是不可能的，也是自我毁灭。&br&&br&
一般的癌症是普通细胞经过一系列的内源性或外源性变异，逐步成为癌细胞的。通过调整生活习惯，饮食习惯等，能降低得癌症的风险，但有限。在 2000 年的经典文章 The Hallmarks of Cancer （该文章是 Cell 史上被引用数最多的文章）里，Hanahan 和 Weinberg …
&b&利益相关：是
&/b&这话题本想保持中立的，但最后不得不引一些PacBio内部资料来证明一些观点，有倾向性？必然的。这些资料的读者一般是Top Scientist，而非普通大众，所以自行衡量吧。&br&&br&很多人认识错误，PacBio三代测序最大的死穴是：通量不足。&b&如果通量不是限制因素&/b&，那么&b&PacBio是目前最准确的测序方式&/b&：错误率可以无限接近罕见突变的发生率（即无法分辨是测序错误还是罕见突变）。因为三代的错误是完全随机发生的，可以靠覆盖度来纠错，而如果系统错误，这是不可纠正的。一图展现区别：&br&&br&以下这幅图的数据来源：&a href=&///?target=http%3A//www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3443046/figure/F2/& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://www.&/span&&span class=&visible&&ncbi.nlm.nih.gov/pmc/ar&/span&&span class=&invisible&&ticles/PMC3443046/figure/F2/&/span&&span class=&ellipsis&&&/span&&i class=&icon-external&&&/i&&/a&&br&&img src=&/b455bbff9a366e_b.jpg& data-rawwidth=&706& data-rawheight=&525& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&706& data-original=&/b455bbff9a366e_r.jpg&&&br&那么为何三代通量不足？&b&技术瓶颈&/b&了，这要从三代测序原理说起。PacBio三代测序基本单位叫做SMRT Cell，它是这样的：&br&&img src=&/baf7d3bdaeacb4d08308bc_b.jpg& data-rawwidth=&481& data-rawheight=&488& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&481& data-original=&/baf7d3bdaeacb4d08308bc_r.jpg&&实际有效面积，接近成人的大拇指指甲，在这个面积上，均匀分布着15万个小孔。&br&&img src=&/a80a7ca9fb254d429ca2b3a1b96a6cf8_b.jpg& data-rawwidth=&258& data-rawheight=&227& class=&content_image& width=&258&&&img src=&/125d3d29c5df92f2498ca1_b.jpg& data-rawwidth=&387& data-rawheight=&238& class=&content_image& width=&387&&测序时，当有一个DNA分子落入一个小孔内（0或多个DNA分子，则为无效孔），该小孔能生成有效数据（这里有一个有效小孔比率，Loading率，一般是1/3左右，即5W个小孔）。测序时，每合成（延伸）一个DNA残基时，会释放带荧光标记的磷酸残基。那么连续记录这数万个小孔的荧光信号，再通过机器学习算法，即可将波信号转化成碱基序列，甚至可以获得碱基修饰信息(碱基修饰会改变波的动力学特征)。这个过程里，对聚合酶有特殊要求：1. 速度慢 2.延伸性好 3.准确性高。&br&&img src=&/191e9ddc6afb16c5bc6d45a_b.jpg& data-rawwidth=&992& data-rawheight=&550& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&992& data-original=&/191e9ddc6afb16c5bc6d45a_r.jpg&&&br&那么三代技术瓶颈，到底在哪里？&br&简单讲，SMRT Cell的&b&密度&/b&&b&不是技术瓶颈&/b&，&b&而是激光光路和感光元件&/b&。目前做到的地步是，精确分出15万束激光，射进每个小孔，感光元件可以精确记录每个小孔每次合成时，单个磷酸残基上荧光信号。&br&&br&目前提高三代的通量，有以下几个途径：&br&&ol&&li&升级硬件。这个是最直接有效的，直接提升那几个硬件短板的规格。但是，这也是最不可能的。因为升级任何一个短板硬件，都需要整个测序仪的硬件、耗材回炉。以目前PacBio的财报来看，还未实现盈利。与Illumina相反，PacBio在硬件上的利润非常微薄。据业内人士估计，Illumina成本每台估计大约在6～10万美元(零售价直接加0)，PacBio的售价略高于Illumina，但成本高好几倍，那个激光光路和感光元件放那里。。。。&br&&/li&&li&提高Loading率。这个主要难度在建库和上样的优化上。&/li&&li&提高聚合酶延伸性并保持准确率。这个是目前PacBio（其实背后是某重组酶巨头）主要努力方向。以每Cell 5W条序列记，那么如果平均达到10kb读长，则产出为 5 x 10^8，也就是500M数据。提高到15kb则有750M。&/li&&/ol&目前在P6C4试剂下，大约每SMRT Cell平均可以做到 600M～1G数据量，个别用户达到2G（这个是DNA抽提和建库优化相当好了）。&br&&br&下面有评论指出我误导rare/novel variants这块信息，OK，这里给足信息，&b&2012年2月ABGT&/b&(PacBio产品2011年推出)，有Broad Institute研究院（学界生信第一牛的单位，当然我是这么认为的）的教授开了个讲座：&br&&img src=&/b303ec093f995fbfa846db_b.jpg& data-rawwidth=&986& data-rawheight=&303& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&986& data-original=&/b303ec093f995fbfa846db_r.jpg&&然后开始详细介绍：&br&1.
二代如何如何先天不足&br&&img src=&/b29a6d21d170d40c3ff73b6c85b21a05_b.jpg& data-rawwidth=&986& data-rawheight=&730& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&986& data-original=&/b29a6d21d170d40c3ff73b6c85b21a05_r.jpg&&2.
PacBio的特点&br&&img src=&/ecda4b39b6_b.jpg& data-rawwidth=&912& data-rawheight=&740& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&912& data-original=&/ecda4b39b6_r.jpg&&&br&3. PacBio碱基质量与读长无关（PS 这点许多人也认识错误)&br&&img src=&/085309dfd36a481cba79a1e_b.jpg& data-rawwidth=&1035& data-rawheight=&791& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1035& data-original=&/085309dfd36a481cba79a1e_r.jpg&&4. 在难检出的位点上的性能比较：&br&&img src=&/0c1f1d55bebf23cd447aaa_b.jpg& data-rawwidth=&1008& data-rawheight=&660& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1008& data-original=&/0c1f1d55bebf23cd447aaa_r.jpg&&&br&&img src=&/ded9440d4_b.jpg& data-rawwidth=&992& data-rawheight=&642& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&992& data-original=&/ded9440d4_r.jpg&&5. 这里开始提PacBio主要缺陷了：Reference Bias&br&&img src=&/4ea81e6a9ffc6c45dae991de_b.jpg& data-rawwidth=&904& data-rawheight=&710& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&904& data-original=&/4ea81e6a9ffc6c45dae991de_r.jpg&&7. 那么Reference Bias如何造成的? 当时的Aligner没有针对PacBio的长读长进行特殊优化。&br&&img src=&/54e629eaf3e81f687ba3c48d7562778e_b.jpg& data-rawwidth=&1001& data-rawheight=&689& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1001& data-original=&/54e629eaf3e81f687ba3c48d7562778e_r.jpg&&8. 做以上数据时，Broad Institute用的是他们自家的BWA&br&&img src=&/fc5aad86a6_b.jpg& data-rawwidth=&817& data-rawheight=&688& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&817& data-original=&/fc5aad86a6_r.jpg&&9 . 我们今天可以知道，真正适合PacBio的Aligner当时并没有被使用 (请参考答案：&a href=&/question//answer/& class=&internal&&请问现在三代测序的reads用什么比对？ - Tang Boyun 的回答&/a&) ，&br&&br&最后结论，在2012年，PacBio刚上市之初，生信Pipeline还没完善之时，随便提起一把破柴刀，就把Illumina砍了，这真是个悲伤的故事。&br&&br&上面讲了2012年Broad Institute开始给PacBio背书，那么最新进展()有些啥呢？以下大部分资料摘自2015 ABGT：&br&&img src=&/5ed149d0af5f946c3d9e4f7fd88711dc_b.jpg& data-rawwidth=&966& data-rawheight=&703& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&966& data-original=&/5ed149d0af5f946c3d9e4f7fd88711dc_r.jpg&&&br&&img src=&/76c08eb8cbb604be87233_b.jpg& data-rawwidth=&950& data-rawheight=&708& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&950& data-original=&/76c08eb8cbb604be87233_r.jpg&&&img src=&/cd6fc83e99bb09d165a2e_b.jpg& data-rawwidth=&946& data-rawheight=&310& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&946& data-original=&/cd6fc83e99bb09d165a2e_r.jpg&&&br&二代测序在做外显子组测序时，有一个非常巨大的缺陷，Reads分布不均一，特别在转录起始位点与转录终止位点的具体坐标上，往往有很大偏差。目前比较火热的lncRNA研究，你用二代做的话，很可能得不到精确的转录起始坐标（所以可能的话做下RACE），即你甚至无法好好研究是那个转录因子激活了这个转录本。&br&&img src=&/06ac_b.jpg& data-rawwidth=&956& data-rawheight=&636& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&956& data-original=&/06ac_r.jpg&&我给出数据链接了，不死心的，还可以用“生信方法过滤”去试试看能不能纠正这个bias&br&&img src=&/b37aeeddd87add_b.jpg& data-rawwidth=&962& data-rawheight=&640& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&962& data-original=&/b37aeeddd87add_r.jpg&&&br&PacBio做这个疾病的对比&br&&img src=&/f8b6e90534_b.jpg& data-rawwidth=&960& data-rawheight=&656& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&960& data-original=&/f8b6e90534_r.jpg&&再来更多疾病，更多基因&br&&img src=&/76f53dc522cdd6e7e3869c_b.jpg& data-rawwidth=&954& data-rawheight=&641& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&954& data-original=&/76f53dc522cdd6e7e3869c_r.jpg&&&img src=&/78e4ec75b46f73b44c4b_b.jpg& data-rawwidth=&958& data-rawheight=&629& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&958& data-original=&/78e4ec75b46f73b44c4b_r.jpg&&&img src=&/5d02f92d7daf85e06e390c_b.jpg& data-rawwidth=&950& data-rawheight=&675& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&950& data-original=&/5d02f92d7daf85e06e390c_r.jpg&&不具体列了哈，有一张表:&br&&img src=&/58194d8bbb27ee46e8c0_b.jpg& data-rawwidth=&939& data-rawheight=&635& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&939& data-original=&/58194d8bbb27ee46e8c0_r.jpg&&&br&去年，千年棒子也出来背书了&br&&img src=&/8bd3dd02e9dccb3ca5ddb_b.jpg& data-rawwidth=&942& data-rawheight=&550& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&942& data-original=&/8bd3dd02e9dccb3ca5ddb_r.jpg&&&br&&b&下面讲一个完整的Story,是关于艾滋病与流行病学的&/b&:&br&1. 测序在病毒研究上面临的挑战。&br&&img src=&/d07f0bcf8bac_b.jpg& data-rawwidth=&778& data-rawheight=&560& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&778& data-original=&/d07f0bcf8bac_r.jpg&&2. 艾滋病毒的衣壳蛋白对于艾滋疫苗的研究至关重要：&br&&img src=&/ed5e2a93f35b9d1ac7a0_b.jpg& data-rawwidth=&776& data-rawheight=&561& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&776& data-original=&/ed5e2a93f35b9d1ac7a0_r.jpg&&3. 正常人在感染艾滋病毒后，有20%的人群会产生免疫抗体，但是与此同时，病毒也不断地在人体内产生突变，以此逃逸免疫系统的猎杀，最后的结果，往往是人体免疫速度更不上病毒进化速率，终于在整场战役中被拖垮。&br&&img src=&/cb7e17ccf57f6_b.jpg& data-rawwidth=&757& data-rawheight=&536& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&757& data-original=&/cb7e17ccf57f6_r.jpg&&4. 该项研究的实验方案，一周内从血样到测序结果，然后连续追踪同一个感染者三年，以此来研究HIV是如何在体内进化的。&br&&img src=&/bafe42bc929e9edf9ad61c8_b.jpg& data-rawwidth=&767& data-rawheight=&569& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&767& data-original=&/bafe42bc929e9edf9ad61c8_r.jpg&&5. 分析工具&br&&img src=&/c08ab0c6_b.jpg& data-rawwidth=&766& data-rawheight=&572& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&766& data-original=&/c08ab0c6_r.jpg&&6. 整个实验周期内，发现的病毒株系谱&br&&img src=&/f80cef56c05b79cd3286d6c_b.jpg& data-rawwidth=&775& data-rawheight=&561& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&775& data-original=&/f80cef56c05b79cd3286d6c_r.jpg&&7. 不同突变位点在整个株系中随时间的演变，记录着免疫系统与之可歌可泣的战斗历程&br&&img src=&/b6ba3f7d74e51deaf69fc_b.jpg& data-rawwidth=&773& data-rawheight=&569& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&773& data-original=&/b6ba3f7d74e51deaf69fc_r.jpg&&&br&最后，要借用某蒲的名言：“&b&科研上只有第一，没有第二&/b&”。而在应用上，跟随者只能被领跑者套上专利的紧箍咒。Illumina目前的优势在于成本，科研上老实讲，有点奥特了。从Broad Insitute 2012年种下的种子，现在已经开花结果了。&br&&br&那么在这种研究前沿上落后了，有什么结果？我这里再爆个料，某常见蔬菜(饭桌、麻辣烫、火锅)已经被国外研究组PacBio测序完毕，但该论文数据却迟迟未发表，因为赞助方（某育种巨头）需要先将有价值的内容审核并设计专利。。。。
利益相关：是 这话题本想保持中立的，但最后不得不引一些PacBio内部资料来证明一些观点，有倾向性？必然的。这些资料的读者一般是Top Scientist，而非普通大众，所以自行衡量吧。很多人认识错误，PacBio三代测序最大的死穴是：通量不足。如果通量不是限制因素…
答案一天居然有200赞。。我就不客气了取匿收获一下赞同数。。&br&&br&今天得的赞都是以前撞过的南墙走过的弯路犯过的错还有装失败的B。这个答案大家看看就好不要太当真。&br&&br&其他几位答主写的也都不错，只不过莫名其妙的赞同数不成比例而已。&br&&br&----------------------------------------------------------&br&作为过来人，说几条我觉得“当时如果能做到就好了”的吧。。&br&&br&1 坚持、反复、大量看paper。看的时候除了技术性的内容之外，多关注作者们的学派、师承、观点，多上这些作者们的主页看看他目前在搞什么，上NFS之类的funding机构网站查查业内谁的funding多，funding多集中在什么方向。很快就可以搞清楚一个领域的现状怎样、前景方向有哪些、大学霸们是谁谁，大学霸们在干啥。这些信息可以提供很多paper里看不到或者语焉不详的干货。比如经常为了发paper，paper里写这东西很有用但是实际上作者觉得没啥用，真有用的干货作者一般会坚持做，没太大用的往往水几篇paper就弃坑了。。。&br&&br&2 锻炼社交技能，尤其实验组。做理论的人往往单枪匹马就能出东西，做实验的成功往往很多时候取决于能不能及时找到适当的人、仪器来帮你。因为再nb的实验组也很难说所有仪器都齐备让你随便用，尤其一些比较新的实验技术往往要去别的组借仪器、学技术，搞好关系很重要。因为我本身不做实验所以这个观点也是听来的，不过我觉得很有道理。&br&&br&3 锻炼身体、保持热情，面对再严苛的老板（有时候确实有变态）也不要失去生活热情，变得唯唯诺诺，一定还是要大大方方。老爸带过不少学生，以他的经历这一点非常重要，我也很同意。&br&&br&4 总会有跟老板想法不一样的时候，跟老板争论多准备数据、计算、干货，不要以“我觉得”为理由。自己有理的时候也要注意辩论技巧。直接打脸式辩论也许干翻老板一时爽，但是脾气再好的人也都是有心理防御机制的，事实上效果并不好。最好是循循善诱，求同存异，不求一次解决所有问题，每天给老板灌输一点，润物细无声。。。&br&&br&5 从最简单情况开始做，尽快搞出一点阶段性结果，能不能发大paper暂且不论，重要的是以阶段性结果作为后续讨论的基础，避免跟老板空对空的YY、争论。科研都是摸着石头过河，先摸几块小的看看计划靠不靠谱。步子太大容易掉坑里。阶段性结果对心理有正反馈，也有助于保持身心健康。。。&br&&br&6 尽量维持正常人的生活，吃饭、旅游、打牌、摄影、看美女/帅哥、泡妹子/汉子.......引用一个美剧“we are poor, not creak-heads....&br&&br&---------------被成大牛赞过了，再胡诌两句吧233-----&br&7 及早开始思考“我为什么要读博，我读完博做什么”。不要浑浑噩噩到了第五年才想出路。&br&&br&8 如果发现老板人品学品有问题，或者完全把学生做苦力不允许有自己的思想，尽早想好妥善的退出方案，适当的时候作为一个选项果断跳坑。树挪死人挪活，quit博士不是打仗做汉奸，两码事不要有自卑感。
答案一天居然有200赞。。我就不客气了取匿收获一下赞同数。。今天得的赞都是以前撞过的南墙走过的弯路犯过的错还有装失败的B。这个答案大家看看就好不要太当真。其他几位答主写的也都不错，只不过莫名其妙的赞同数不成比例而已。--------------------------…
之前同学发我的一份儿有关这个东东的文章，贴上来：&br&&p&&b&在表观遗传学、干细胞、癌症研究如火如荼的今天，大家似乎都把目光投入了更加&/b&&b&“&/b&&b&高等&/b&&b&”&/b&&b&的生物。然而原核&/b&&b&CRISPR&/b&&b&系统的发现和应用却再次证明了&/b&&b&“&/b&&b&低等&/b&&b&”&/b&&b&生物的存在感&/b&&b&——&/b&&b&谁说这些&/b&&b&“&/b&&b&小东西&/b&&b&”&/b&&b&不能有精妙复杂的体系？&/b&&/p&&p&&b&
CRISPR&/b&&b&系统不但丰富了我们对于细菌、古细菌生理机制的认知，更重要的是这种体系的改造利用能带来席卷整个分子生物学领域，更新现有操作模式的一场技术革命。同时，它也为我们打开了一扇窗，从&/b&&b&CRISPR&/b&&b&的角度重新认识整个微生物世界自我和相互间的调控网络、调控机制，原核及真核细胞间的异同和联系，甚至协同进化的证据。&/b&&/p&&p&&b&没人能否认，这次，&/b&&b&“&/b&&b&小东西&/b&&b&”&/b&&b&的确搞出了&/b&&b&“&/b&&b&大名堂&/b&&b&”&/b&&b&。&/b&&/p&&p&&b&一、&/b&&b&初露锋芒，刮目相看&/b&&/p&&p&——细菌也有“高级”的获得性免疫系统&/p&&p&
到底什么是CRISPR？ ——它的中文名很长很拗口，和英文一样不知道怎么念，却能顾名思义，了解其基因序列上的特点，那就是——成簇的、规律间隔的、短回文、重复序列（clustered
regularly interspaced short palindromic repeats，CRISPR）。 既然是讲故事就把关子卖到最后，讲到那里再告诉大家这些定语的含义。&/p&&p&&b&是个啥？&/b&&/p&&p&
任何伟大事物的开端（原谅我下此断言，不过看溢美之词甚盛【21】【22】，也不算过分），任何风云人物的发家，任何跌宕故事的开始，总是不起眼“其貌不扬”的，我们的主角CRISPR系统也不例外。&/p&&p&
很多综述【3】里都把CRISPR的起源说在了1987年，还是从我们最熟悉的E.coli,最经典的K-12株系中发现的，但是本着挖祖坟的心态费劲找出这篇26年前的文章【7】来考据，却发现似乎其中只有这一点是与我们的CRISPR沾边的，就是这个回文序列。&/p&&img src=&/5ffb364b4ef18f_b.jpg& data-rawwidth=&771& data-rawheight=&243& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&771& data-original=&/5ffb364b4ef18f_r.jpg&&&br&&p&&b&“&/b&&b&叫&/b&&b&”&/b&&b&个啥？&/b&&br&&/p&&p&
这个发现纯属偶然，也没有引起包括发现者本身太大的重视，甚至这种特征序列都没有一个名字，直到2002年，在通过计算机操作发现很多原核生物（真细菌和古细菌），都有类似被21-37bp的回文重复序列间隔开的非重复序列后，他才正式有了这个顾名思义的名字CRISPR，成簇的、规律间隔的、短回文、重复序列（clustered
regularly interspaced short palindromic repeats，CRISPR）【8】。并且除了这样的特征序列外，在他们的附近还有一写CRISPR-associated基因。也就是我们后来说的发挥大刀剪切作用和整合外源片段作用的一系列Cas蛋白。于是我们基本可以得到这样一张漂亮的模式图，并清楚了CRISPR系统中最重要的3大元件—spacer（白色方块），回文repeats（双三角），cas等基因。&/p&&img src=&/c47ad14d0df298de169f2c95f6b41b7c_b.jpg& data-rawwidth=&765& data-rawheight=&419& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&765& data-original=&/c47ad14d0df298de169f2c95f6b41b7c_r.jpg&&&br&&p&&b&“&/b&&b&干&/b&&b&“&/b&&b&个啥？&/b&&br&&/p&&p&
一开始，由于spacer序列种内保守，种间差异的特点，一度甚至现在【30】也在被用来鉴定菌株，回头看来虽然大材小用，但好歹也是广泛应用性的体现。&/p&&p&
还是和大多数科学发现一样，CRISPR系统的发现经历了一个搞清：是个啥？——“叫”个啥？—— “干”个啥的过程。&/p&&p&
现在我们已经知道他长得什么样子什么特点，可是关于这一奇怪序列是干什么的，在很长一段时间里众说纷纭。&/p&&p&功能显然和spacer的序列特异性有关，那么是chromosomal
rearrangement？ modulation of
expression of neighboring genes,target for DNA binding proteins,？replicon partitioning,还是DNA
repair？&/p&&p&
都有道理不过只是猜测，直到2005年，3个课题组独立的数据分析表明——这些spacer是外源DNA来源的，病毒或者质粒。【3】于是才让大家想，外源DNA，这会不会参与了防御外来DNA呢？&/p&&p&
2007年Streptococcus
thermophilus的实验证实了这一猜想，于是经过不断完善，有了我们下面这张华丽丽的示意图，一个只能用elegant形容的漂亮的免疫过程。&/p&&p&&b&漂亮的获得性免疫系统&/b&&b&——&/b&&b&谁说这是&/b&&b&“&/b&&b&高等&/b&&b&”&/b&&b&生物的专长？&/b&&/p&&p&
如何解说这个漂亮的系统，我想参照我们学过的抗原抗体免疫很容易理解，这里用一个通俗的比喻（如下图3）简单讲讲。&/p&&p&
外源DNA就是坏蛋，而抓住坏蛋特征这一最核心的步骤之一则是——靠的Cas复合体将片段特征proto-spacer制作成spacer，整合进CRISPR序列中，形成记忆。于是接下来的2次免疫中，spacer便可以快速bingding到proto-spacer上。完成这一target的精确打击过程。干掉入侵者。&/p&&p&
估计大家也都注意到了一个特别的“帽子“ PAM（下文中也会提到）这里作为一个防止自身免疫的机理出现，不难想到当然也同时也制约了proto-spacer的选择。&/p&&img src=&/7e03dcd01db76fa11ce57_b.jpg& data-rawwidth=&483& data-rawheight=&211& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&483& data-original=&/7e03dcd01db76fa11ce57_r.jpg&&&br&&br&&img src=&/d7ca86e9f1_b.jpg& data-rawwidth=&579& data-rawheight=&597& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&579& data-original=&/d7ca86e9f1_r.jpg&&&p&&b&图&/b&&b&4&/b&&b&原核生物&/b&&b&CRISPR&/b&&b&获得性系统工作原理图【&/b&&b&3&/b&&b&】&/b&&/p&&p&
怎么样？是不是有够震撼？不夸张的说，这个流程图真的很冲击我的旧思想，谁也别“小”看原核生物啊！这么精妙的，不亚于真核的获得性免疫，不得不：1、让我们惊叹于这个奇妙的世界——造物主和原核小东西们的聪明才智。2、扪心自问——对于自然和生物，我们真的还知道的太少了。&/p&&p&
当然，CRISPR也不是原核生物唯一的防御系统，近期的一篇NAR【15】也横向总结比较了真细菌与古细菌的各种免疫机制。但是毫无疑问的是，CRISPR的发现极大的扩充了我们对于原核生物生理机制的认知。&/p&&p&
跟据最新的官方说法【31】目前，已经在48%的真细菌和95%的古细菌中发现了CRISPR系统。可以算得上是普遍存在了。2007年就有法国的课题组开发了一个CRISPRFinder【12】，让大家上传序列，来鉴定该基因组中是否包含CRISPR。从而统计CRISPR的在原核生物中存在的普遍性。（这里的统计数据和刚才说的有出入，尚未能证实其关系）&/p&&img src=&/5eec011efc4d2d9227e50_b.jpg& data-rawwidth=&775& data-rawheight=&541& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&775& data-original=&/5eec011efc4d2d9227e50_r.jpg&&&br&&p&&b&图&/b&&b&5 &/b&&b&网络工具&/b&&b&CRISPRFinder&/b&&b&（&/b&&b&2013&/b&&b&年&/b&&b&6&/b&&b&月&/b&&b&5&/b&&b&日截图）&/b&&/p&&img src=&/11b476ad3ba_b.jpg& data-rawwidth=&532& data-rawheight=&605& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&532& data-original=&/11b476ad3ba_r.jpg&&&br&&p&&b&图&/b&&b&6 &/b&&b&各种&/b&&b&Type&/b&&b&的&/b&&b&CRISPR&/b&&b&【&/b&&b&16&/b&&b&】&/b&&/p&&p&
CRISPR系统也是有很多Type的，不同细菌中含有的CRISPR的type也不一样。上图是2013年的一篇非常棒的review当中对几种type作用机制的整理。（是不是几年之后绝对入主教科书呢？不入也没道理啊。）在这里，也要提醒大家特别注意type-II，因为后面的故事，&b&Cas9&/b&将会扮演绝对主角。&/p&&p&&b&似曾相识，本是同根生？&/b&&/p&&p&
看了上面的流程图，我想大家都会觉得“面熟”，没错，看了下面的一张比较图，更会觉得原核真核之间机制的相通性。也许，我们的差距没有想象中那么大。&/p&&img src=&/a039caa5edf_b.jpg& data-rawwidth=&756& data-rawheight=&470& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&756& data-original=&/a039caa5edf_r.jpg&&&br&&p&&b&图&/b&&b&7&/b&&b&和真核&/b&&b&RNAi&/b&&b&比较&/b&&b&Parallels and distinctions between CRISPR RNA-guided silencing systems and
RNAi.&/b&&b&【&/b&&b&11&/b&&b&】&/b&&/p&&p&&b&二、 深入了解，为“我”所用，指哪打哪&/b&&/p&&p&——Cas9等机理研究和工具改造&/p&&p&
故事如果就到这里，那虽然有趣，充其量也只算是认识自然。其实，真正的好戏才刚刚开始。&/p&&p&
随着CRISPR重要性的逐渐显现，对它的作用机理研究也一步步深入。【10】【14】【16】各个方面，各种类型的蛋白作用渐渐清楚。比如如何将spacer整合如基因组？【14】中，Csn2作用的模型建立。&/p&&img src=&/e10eaef47acb4e715aaa2817_b.jpg& data-rawwidth=&385& data-rawheight=&566& class=&content_image& width=&385&&&br&&p&&b&图&/b&&b&8 Csn2&/b&&b&参与整合&/b&&b&spacer&/b&&b&模型&/b&&/p&&p&&b&移花接木，给细菌打&/b&&b&“&/b&&b&疫苗&/b&&b&”&/b&&b&！&/b&&/p&&p&
于是就有人在想，既然这看起来是个不错的免疫体系，既然大肠杆菌中这个体系看似不够强悍，能不能移植啊？&/p&&p&
答案是肯定的。2011年，NAR杂志上，法国的一个课题组【4】正是做了这样的一件事情——将Streptococcus
thermophilus嗜热链球菌中的Type-II CRISPR系统利用质粒系统移植到了大肠杆菌当中，发挥了作用！于是他们很愉悦的得出了结论——CRISPR是可以用来给细菌打疫苗的，我们了解他的天敌，就可以主动防御，先发制人。&/p&&p&
同时，几乎是“顺带”，他们还发现了2件事情，&/p&&p&
1、Cas9“一粒起效”——作为唯一需要的，足以起作用的剪切蛋白（强悍性充分性）。&/p&&p&
2、Cas9“左膀右臂“ ——起作用依赖McrA/HNH- 和RuvC/RNaseH这两个motif. 。从此Cas9也从那么多Type【16】的CRISPR的蛋白中，款款走入了我们的视线。&/p&&img src=&/ff6a8a81e05afe775a6d_b.jpg& data-rawwidth=&746& data-rawheight=&352& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&746& data-original=&/ff6a8a81e05afe775a6d_r.jpg&&&br&&p&&b&图&/b&&b&9 &/b&&b&利用质粒实现&/b&&b&Cas9-&/b&&b&嗜热链球菌&/b&&b&CRISPR&/b&&b&系统往大肠杆菌的移植&/b&&/p&&p&
所以说&b&第一次，他们证明了&/b&&b&CRISPR&/b&&b&不但可以免疫自己，还可以异源表达，免疫他人，这就是&/b&&b&“&/b&&b&疫苗&/b&&b&”&/b&&b&啊，很有意思。&/b&&/p&&p&
然而从故事的后续发展来看（如果我梳理的逻辑中没有落掉太多东西），他们实在浪费了一块宝藏，大材小用了。而这篇文章结果的重要性也被研究者本身严重低估了。不能说他们愉悦的结论和细菌的疫苗不重要，只能说他们只看透了一层，没有看到更深的一层，没有看得更远。&/p&&p&
为什么这么说，因为虽然他们没看到，但是有人看到了。并且真正成功的奥秘就在于那两件顺带的发现。&/p&&p&&b&“&/b&&b&一粒起效&/b&&b&”&/b&&b&，果断改造&/b&&b&——&/b&&b&从此剑锋直指！&/b&&/p&&p&
如果要在CRISPR系统的研究中树一块里程碑，我想【2】他是。如果要在这个故事里有个转折，我想他【2】也是。从这里开始，CRISPR的传奇将开始上演，新一代分子生物学革命的帷幕即将拉开！&/p&&p&
，一篇看似低调的Science，看那些胶图和data也没什么意思，这里用我的语言简单总结一下他们主要做了些什么：&/p&&p&
是的，流水账一样，到这里这文章看起来没啥难度，也没啥亮点。但是，细心地你发现了吗，&b&到这里，他们已经一步一步的把&/b&&b&Cas9&/b&&b&作为定向内切酶的每一步机制，方方面面都搞清楚了&/b&。&/p&&p&
插一句，又有一个被忽略（至少在这篇文章里没大动作）的意外惊喜——2个“左膀右臂“domain是各切一条链，HNH domain 切 complementary DNA
strand， RuvC-like domain 切 noncomplementary DNA strand 。&/p&&p&
接着说，他们把方方面面都搞清楚了，但这仅仅是一个机理研究吗？错！他们有非常明确地目的——剑锋直指！可以人为定制的特异性内切酶！&b&为我所用，指哪打哪。&/b&&/p&&p&
他们紧接着就利用这些发现，设计，做了体外切割GFP基因的实验，果然获得成功。并且都是按照预想的设计的切口切开，这难道不是“想切哪里切哪里，妈妈再也不用担心我的课题”？。&/p&&p&
同时，推断由于限制性的PAM的序列NGG很常见，基本上利用的限制很少——&b&有望可以实现见人杀人，见鬼杀鬼！&/b&并且2个必须的RNA已经可以“双剑合璧”，这样可以使构建的RNA更方便也更稳定。一个新型“大杀器“呼之欲出。&/p&&img src=&/b8a599dafe13ea35ed3f4_b.jpg& data-rawwidth=&414& data-rawheight=&570& class=&content_image& width=&414&&&br&&p&&b&图&/b&&b&10
crRNA &/b&&b&和&/b&&b&
tra crRNA&/b&&b&的&/b&&b&“&/b&&b&双剑合璧&/b&&b&”&/b&&b&【&/b&&b&2&/b&&b&】&/b&&/p&&p&
（对了，这里要特别提到的是【13】，和【2】内容非常相似，同年9月4号的PNAS，如果没什么意外，应该是晚了一步。看来做科研，不但找准方向，下手稳准狠，动作还要快啊！）&/p&&p&
好了，现在已经是“司马昭之心，路人皆知”了，再笨我们也猜到他们的目的了—&b&&u&—&/u&&/b&&b&&u&构建一个可以按需定制的&/u&&/b&&b&&u&DNA&/u&&/b&&b&&u&定点剪切工具。&/u&&/b&然而又一次，我们要说，技术和发现放在那，决定高度的是你能看多远。（也有可能他们想到了但还没做到）&/p&&p&
“万事俱备，只欠东风”。基础已打好，序幕已拉开，热场已完成，真正的好戏就要开演了。&/p&&p&&b&三、 “洲”际导弹，秒杀众生&/b&&/p&&p&&b&——&/b&&b&多种真核、原核细胞中的基因编辑、合成生物学利器&/b&&/p&&p&
刚才的序幕估计只是让关注该领域的人激动兴奋了一下（而且好多人也正是从关注这篇文章开始进入领域，开始抢滩），然而真正让CRISPR系统走进所有人的视野，发出不容忽视的声音，引发了震动的是接下来的两篇文章。虽然我们这个故事从头讲下来你觉得仿佛有此文章顺理成章，但是乍一看，两篇文章的成果实在太诱人，太漂亮了。也的确，短短5个月，向前迈进了一大步，重要的一大步。&/p&&p&
虽然说是2篇文章，意义却是一个，他俩很有意思，背靠背，连着印在同期的Science上，一前一后。第1篇【1】就是丛乐学长的文章了，而第2篇【17】来头也不小，是George M. Church课题组的作品。&/p&&p&
（应该说，可以看出第二篇文章几乎是被第一篇的文章“逼”出来的，有种赶着发没有well-organized的感觉，但其实做了很多东西，具体后面再说。其实还有杯具的同样的第3篇【18】，来晚一步，只好nature子刊了。）&/p&&p&
这2篇文章的突破就是——&b&在人类细胞中，成功实现了由&/b&&b&Cas9&/b&&b&介导的基因组定向编辑。&/b&&/p&&p&
（注意是编辑，而非简单地剪切。嗯，&b&Genome
Editing&/b&&b&，是不是听起来就高端大气上档次。）&/b&&/p&&p&&b& “&/b&&b&洲&/b&&b&”&/b&&b&际导弹，深入敌镜，精确制导，圆满完成&/b&&/p&&img src=&/ddc9f692f7f28da8ef54d_b.jpg& data-rawwidth=&767& data-rawheight=&348& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&767& data-original=&/ddc9f692f7f28da8ef54d_r.jpg&&&br&&p&&b&图&/b&&b&11
&/b&&b&组装导弹，直入腹地&/b&&b&---&/b&&b&入核导弹系统【&/b&&b&1&/b&&b&】&/b&&/p&&p&
先来看看第1篇，第2篇的异同稍后再表。想在真核内实现基因组的编辑，第一步就是要进核。NLS就是潜入目标的伪装，戴了 2个帽子，一头直入腹地。当然导弹必备的爆破装置Cas9和定位装置crRNA等也必在导弹组成中。&/p&&p&&b&调试导弹，精简装备&/b&&/p&&p&
顺利完成第一波实验，继续调试导弹，居然有惊喜——装备是可以精简的，RNaseIII不是必须的，因为估计“不明真相的群众”也就是人类细胞内的同样蛋白是可以帮忙的！&/p&&p&
同时也发现“制导”位置不同，在一个loci中target的序列不同，效率也不同。他们也尝试了双剑合璧，但是发现组合制导效率略低。&/p&&img src=&/a0b148db9ee961eaa346d_b.jpg& data-rawwidth=&498& data-rawheight=&289& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&498& data-original=&/a0b148db9ee961eaa346d_r.jpg&&&br&&p&&b&图&/b&&b&12 &/b&&b&变&/b&&b&“&/b&&b&战后重建&/b&&b&”&/b&&b&为&/b&&b&“&/b&&b&和平殖民&/b&&b&”&/b&&b&，减少毒性&/b&&b&———&/b&&b&用&/b&&b&HR&/b&&b&插入新东西【&/b&&b&1&/b&&b&】&/b&&/p&&p&
这是很赞的一步，这里就充分利用了我们说的一个domain切一条链的发现，变双链切断为切开单链的一个口，再导入外源片段，从而介导HR，&b&通过重组的方式实现片段替换&/b&&b&——&/b&&b&从而插入，删除，等等，都成为了可能。&/b&&/p&&img src=&/a0ce139c540c9e314bd1_b.jpg& data-rawwidth=&492& data-rawheight=&272& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&492& data-original=&/a0ce139c540c9e314bd1_r.jpg&&&br&&p&&b&图&/b&&b&13
“&/b&&b&万箭齐发&/b&&b&”&/b&&b&同时一块儿切【&/b&&b&1&/b&&b&】&/b&&/p&&p&
另一幅让人激动不已的途径就是可以万箭齐发，而这也充分利用了CRISPR系统本身的特性——人家本来就是个array嘛。&/p&&p&当然，还有比较容易想到的就是下面这种删除方式：&/p&&img src=&/31b732ef37f30ce808f7_b.jpg& data-rawwidth=&541& data-rawheight=&204& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&541& data-original=&/31b732ef37f30ce808f7_r.jpg&&&br&&p&&b&图&/b&&b&14 &/b&&b&切两头，直接删除一段【&/b&&b&1&/b&&b&】&/b&&/p&&p&&b&总之一句话&/b&&b&——&/b&&b&导弹在你手，想怎么玩，就怎么玩！&/b&&/p&&p&
讲完了丛乐的文章，下面就说说第2篇文章与丛乐文章的不同之处——&/p&&img src=&/5ab7de3a25_b.jpg& data-rawwidth=&487& data-rawheight=&401& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&487& data-original=&/5ab7de3a25_r.jpg&&&br&&p&&b&1&/b&&b&、用且只用&/b&&b&“&/b&&b&双剑合璧装&/b&&b&”guide RNA
&/b&&b&图&/b&&b&15&/b&&b&【&/b&&b&17&/b&&b&】&/b&&/p&&img src=&/aa608cebcfeb14b21c4cc6eb8b796f4e_b.jpg& data-rawwidth=&528& data-rawheight=&243& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&528& data-original=&/aa608cebcfeb14b21c4cc6eb8b796f4e_r.jpg&&&br&&p&&b&2&/b&&b&、鉴定体系用的是&/b&&b&
GFP rescue&/b&&b&，&/b&&b&更漂亮&/b&&b&图&/b&&b&16&/b&&b&【&/b&&b&17&/b&&b&】&/b&&/p&&p&3、做且只做 human cells 更多关注在人细胞中（包括iPS
cell）的实际应用。&/p&&p&4、做了庞大规模的生信设计，目标针对整个基因组水平设计全几组靶标，覆盖近一半基因。（野心很大啊，名家风范）&/p&&p&5、与ZFNs ，TALEN 比较的实验更多。&/p&&p&6、工作量更大，数据量更大。&/p&&p&
所以看来，动手快是多么重要，差点到手的鸭子被别人抢了总是不好的，然追求完美也是有价值的。&/p&&p&&b&此剑一出，谁与争锋&/b&&/p&&p&
最后简单总结一下，这目前为止，故事的高潮部分是这个样子——&/p&&p&1、
实现真核细胞体内的基因组编辑，而且一下子打通关了，直接搞定了终极目标——“大boss”human cells&/p&&p&2、利用单链切除介导HR（同源重组），变单纯的切为定向编辑：想插入，改写，删除，全部满足你&/p&&p&3、实现“万箭齐发” ，别再打一枪装一次子弹了，咱已然进入机关枪时代了。&/p&&p&4、证实了与TALEN比的优越性（大家都懂得，其实即使在效率差不多的情况下，无需新编码蛋白而是换短序列即可的Cas9，比TALEN有着不可逆转的便捷性优势）&/p&&p&总之，我们获得了一种想打哪里只需要换“定位弹芯”-gRNA
就行的基因导弹，定点、准确、体内体外、原核真核都可以。更重要的是方便、便宜（“几个质粒就OK”）。&/p&&p&
如此利器，预示前景一片大好，自然各家不吝溢美之词【20】【21】【22】【23】【29】。&/p&&p&&b&有人欢喜有人忧，你方唱罢我登场&/b&&b&——&/b&&b&更高、更快、更强&/b&&/p&&p&
如果说Cas9开启了一个基因分子生物学的新时代，大家都开心还来不及，只有一个人哭的话，那就一定是TALEN相关公司了。&/p&&p&
正所谓&b&“&/b&&b&长江后浪推前浪，前浪死在沙滩上&/b&&b&”&/b&，科学也有更新换代，算是自然规律使然。Cas9无论是从理论分析，可行性便捷性，还是实际结果，效率上都轻松的“秒杀”了前任明星——TALEN。【1】【17】【19】【21】.&/p&&p&
没办法，在秉承了“更高、更快、更强”精神的Cas9同学面前，曾经风光无限的TALEN同学只能默默垂泪离去，剩下一堆公司做好准备血本无归了。&/p&&p&&b&百花齐放，四海皆准&/b&&/p&&p&
Human这个大boss都搞掂了，剩下的估计问题不大。也的确是这样，一时间，各种物种体内的Cas9运用文章哗啦啦的冒出来——斑马鱼【24】酵母【25】小鼠（多基因同时，还是丛乐老板课题组的作品）【26】细菌（仍然是丛乐老板课题组作品）【27】，Cas9大热正式出现。&/p&&p&
眼看，一个Cas9的时代就这样到来了。&/p&&p&&b&精确定位，潜力无穷&/b&&/p&&p&
其实，Cas9的成功给了我们一个运用CRISPR系统方便快捷定位基因序列的可能，但仅仅局限于编辑基因吗？其实可以做的远不止于此。&/p&&img src=&/1ce2d65a03ee019e7e2e563fcefe492a_b.jpg& data-rawwidth=&477& data-rawheight=&338& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&477& data-original=&/1ce2d65a03ee019e7e2e563fcefe492a_r.jpg&&&br&&p&&b&图&/b&&b&17 &/b&&b&利用&/b&&b&Cas9&/b&&b&定位控制转录【&/b&&b&28&/b&&b&】&/b&&/p&&p&
比如可以利用这种特异性，做&b&有针对性的表达调控&/b&【28】，比如利用双切致死性“自动”筛选突变株【27】。未来，也许还有更多应用，开动脑筋改造他，还有很大潜力。&/p&&p&&b&四、惊喜连连，奇妙继续&/b&&/p&&p&——CRISPR系统在各个层次的广泛性与给我们的认知拓展&/p&&p&
主观来讲，一个好故事的结尾总是留有悬念的开放式，为了讲个好故事，我们的CRISPR也不负重望，更多发现，让我再多写一节。&/p&&p&
客观来讲，能够开启一个分子生物学的新局面已经够牛气了，可是偏偏人家还有更大的使命——让我们继续思考原核的种种，调控网络的种种。&/p&&p&&b&道高一尺魔高一丈&/b&&b&——&/b&&b&病毒抗&/b&&b&CRISPR&/b&&b&系统机制&/b&&/p&&p&
有个问题不知道大家有没有想过，如果CRISPR在原核生物中真的那么所向披靡，那噬菌体、病毒对于细菌早就没任何威胁能力了，早就给干掉了。“这不科学啊”~&/p&&p&
俗话说“道高一尺魔高一丈”，你细菌能有CRISPR对付我病毒，我病毒也必然有一套甚至几套机理来对付你。【6】【31】&/p&&p&
“别拿豆包不当干粮”，别拿病毒不当生命，人家不但能“借尸还魂”繁殖自己，连特异性的免疫系统，都是可以有的！&/p&&p&&b&奥特曼与小怪兽共同成长&/b&&b&———&/b&&b&军备竞赛，协同进化&/b&&/p&&p&
正如这个有趣的题目CRISPR-mediated phage
resistance and the ghost of coevolution past【33】，让我们感兴趣的是CRISPR系统中那些细菌病毒协同进化的证据。【31】中噬菌体对抗CRISPR基因来源等表明，细菌和噬菌体简直“你中有我”“我中有你”，不断竞争，共同成长。&/p&&p&
想一想，大自然的法则多么有哲学意义啊！&/p&&p&&b&苦肉计&/b&&b&——&/b&&b&自身抗逆，作用比我们想的更多&/b&&/p&&p&
更玄妙的机制是这个“苦肉计”——细菌通过CRISPR调节自身基因，帮助自己躲避哺乳动物的免疫系统。&/p&&p&
2013年4月的一篇文章【5】表明细菌Francisella novicida的传染力依赖自身的CRISPR系统。 在哺乳动物细胞内生长时，细菌会通过CRISPR系统关闭自身脂蛋白的合成基因，以避免被宿主免疫系统发现并摧毁。&/p&&p&“如果将宿主的免疫细胞比作大海中的鲨鱼，那么对于它们来说，细菌脂蛋白就如同海水里的血一般充满着吸引力。因此，为了不被免疫系统发现，细菌就必须关闭脂蛋白的生产。”&/p&&p&
太神奇了！&/p&&p&
“除了切割噬菌体基因以外，Cas9还能够调节细菌基因，这是一项新发现，”&/p&&p&
看来CRISPR系统是一种原核生物间、原核和真核之间综合性的调控网络的中心，是原核生物抵御外界不良环境的手段方法，并非切切外源基因那么简单。也给了我们一个机会，让我们从CRISPR的角度重新认识一下奇妙的“微生物界”。&/p&&p&
当然，还有更多关于CRISPR的报道【32】引导我们继续去关注。&/p&&p&&b&“&/b&&b&小东西&/b&&b&”&/b&&b&搞出&/b&&b&“&/b&&b&大名堂&/b&&b&”&/b&&b&故事的&/b&&b&“&/b&&b&启示&/b&&b&”&/b&&/p&&p&
好啦，故事讲到这里也差不多了，是时候总结一下啦，故事梗概如图所示，多说一遍也没啥意思。&/p&&p&
“不幸的各有各的不幸，幸运的都差不多一个样子。”其实想想，也许这就是一个nice的科学故事该有的pattern——从最初一片草莽中被慧眼识英雄，到研究不断深化，打开一片认知新天地，甚至改写固有“教科书”，改变固有观念。而后派上用场，为更多研究服务。并且同时开启一个新领域，新视野。&/p&&p&
然而这个故事的意义还在于提醒我们怎么做好的研究，回顾整个故事，其实无论在哪里及时进入有所建树都是很好的研究。关键在于如何敏锐的发现这自然宝藏的价值所在，看得比别人远，下手比别人早，而且动作比别人快。&/p&&p&
自然界有很多宝藏，怪不得venter要下海去找。我们可以不去找，就盯着那些出土的，嗅觉灵敏，慧眼识珠，有了make a difference的机遇，果断抓住！&/p&&p&&b&希望再有这样的好&/b&&b&“&/b&&b&戏&/b&&b&”&/b&&b&，我们不但在台上，唱的还是高潮部分&/b&&b&~&/b&&/p&
之前同学发我的一份儿有关这个东东的文章，贴上来：在表观遗传学、干细胞、癌症研究如火如荼的今天，大家似乎都把目光投入了更加“高等”的生物。然而原核CRISPR系统的发现和应用却再次证明了“低等”生物的存在感——谁说这些“小东西”不能有精妙复杂的体…
我不是生科，从来没做过测序，但是见到这道题实在是手痒~&br&首先声明：&br&1、我写的这个测序方法是正在发展的一种方法，而且短时间内并不能发展成为有效方法。&br&2、虽然我没有写ref，但是确实有人发表过，只是我实在找不到了......&br&3、凭印象写，大家了解个原理就好了，细节肯定会有问题，欢迎打脸&br&4、如果谁能找到ref，还请务必发给我！感激不尽！！&br&~~~~~~~~~~~~~正文~~~~~~~~~~~~~~~&br&上面大家讲的都是各种高通量技术，换言之，要很多很多DNA才能测一个序，PCR吭哧吭哧转好久才行。而我要讲的，则是一种次时代玄幻版单分子测序技术~&br&没错，不要PCR，不要998，只要一个分子~&br&&br&某某年，某某课题组在研究通道蛋白模拟技术，做出来了一个神奇的通道蛋白类似物&br&&img src=&/7c1bd6b71d4b21c77a19aa_b.jpg& data-rawwidth=&821& data-rawheight=&514& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&821& data-original=&/7c1bd6b71d4b21c77a19aa_r.jpg&&没错，就是一个洞。他的剖面图是这样的：&br&&img src=&/edd67efd08c80ea9b49ac4d_b.jpg& data-rawwidth=&284& data-rawheight=&315& class=&content_image& width=&284&&里面就是一个洞，简单到爆。这个洞中间是有一个向内突出的结构的，是洞最窄的地方，图里也是可以看出来的。这个分子有一个神奇的性质，就是会自动的钻进磷脂双分子膜&br&&img src=&/f6a8eee778fc_b.jpg& data-rawwidth=&821& data-rawheight=&514& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&821& data-original=&/f6a8eee778fc_r.jpg&&红的就是磷脂分子，我不会画大家发挥想象力= =&br&然后脑洞大开的某某科学家就开发了一个体系&br&&img src=&/eb4d472c3d0df6f88fd2ed_b.jpg& data-rawwidth=&821& data-rawheight=&514& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&821& data-original=&/eb4d472c3d0df6f88fd2ed_r.jpg&&左右两个小池子，里面放上电解质溶液。两个池子中间有一个非常非常小的洞，洞上贴着细胞膜。把刚才做好的通道蛋白类似物丢进去，就会自己插在膜上，就像上图所示，形成了一个“两个池子由一个通道蛋白的洞连着”的结构。把一个DNA分子丢在一边，加电压，测电流。&br&&img src=&/a9bb6bacd2fc34c520468_b.jpg& data-rawwidth=&821& data-rawheight=&514& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&821& data-original=&/a9bb6bacd2fc34c520468_r.jpg&&然后DNA就钻进去啦！虽然我不懂为啥，大概是因为DNA本身带电，然后就做成了一个微型的电泳吧= =。而且钻进去的是单链的DNA，通道是装不下双链DNA的，DNA在进到洞里之前解旋了。&br&&img src=&/3f1d5e50dcd_b.jpg& data-rawwidth=&753& data-rawheight=&454& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&753& data-original=&/3f1d5e50dcd_r.jpg&&精彩的部分来了：单链DNA钻进了洞里，各个核苷酸就会逐个通过洞里最窄的那个口。窄口比碱基大一点，就会留下一点空隙让电解质中的离子通过空隙。四种碱基大小不同，留的空隙大小不同，电解质离子通过的速率就不同，上上图中电流表的示数就不同。于是乎，电流表显示的不同电流大小就对应着不同的碱基通过了窄口！！！&br&&img src=&/bc02afc6a45e5e3f4da882ba3706188c_b.jpg& data-rawwidth=&753& data-rawheight=&454& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&753& data-original=&/bc02afc6a45e5e3f4da882ba3706188c_r.jpg&&然后就有了这么一张图，不同的电流大小意味着不同的碱基。&br&用标准的，单一碱基的序列跑几遍，就知道了碱基和电流的对应关系，测序就开始了！&br&一条DNA！丢进去跑一圈！序列就全都搞定了！&br&不要PCR，不要998，只要一条DNA！！&br&~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~&br&天才之作！天才之作！天才之作！&br&&br&不过现在还是有一些问题的，比如说单分子操控的技术成本太高，比如DNA总是在测到一半的时候断掉= =，但是不得不说这个想法真是，remarkable！&br&~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~&br&好像有点跑题？无所谓啦！&br&&br&还有！如果谁找到了原文献，恳请您发给我~~~非常感谢！&br&~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~&br&大概就是这样，吐槽我画画不好的&br&&img src=&/518d3fb248e10f207ced661_b.jpg& data-rawwidth=&104& data-rawheight=&86& class=&content_image& width=&104&&&br&我女朋友画画好啊嘿嘿嘿~~~~~~
我不是生科，从来没做过测序，但是见到这道题实在是手痒~首先声明：1、我写的这个测序方法是正在发展的一种方法，而且短时间内并不能发展成为有效方法。2、虽然我没有写ref，但是确实有人发表过，只是我实在找不到了......3、凭印象写，大家了解个原理就好…
哼哼哼哈哈哈， 来给麻瓜们开个眼吧。介绍一篇我最喜欢的严(e)肃(gao)科学论文。2011年发表在nature上。&br&链接如下:&a href=&///?target=http%3A//bejerano.stanford.edu/papers/nature2011.pdf& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://&/span&&span class=&visible&&bejerano.stanford.edu/p&/span&&span class=&invisible&&apers/nature2011.pdf&/span&&span class=&ellipsis&&&/span&&i class=&icon-external&&&/i&&/a&&br&&br&先说结论（大雾）：&&b&JJ上会不长刺，也可能没有JJ了&/b&&&br&----------------&br&简单的知识普及：人类的基因组中有绝大多数的区域功能不编码蛋白，功能未知，人们出于懒惰和愚蠢的考虑，就简称其为“垃圾DNA& (junk DNA), 约占98%. 但实际上它们肯定都有这各式各样功能啦，最简单的一个理解是，在这些垃圾DNA中，有一部分是发挥调控作用的，它们影响了那些发挥重要功能的蛋白能不能出现，又出现了多少。或者说，&b&它们控制蛋白，在正确的时间，正确的地点出现，并保持恰到好处的量 &/b&。如果你把这段序列搞没了，那这种控制就混乱了 。 学术界最近十几年对其的研究一直没停。 我自己在这个领域也和别人合作发过一些不值一提的文章。 &br&&br&这里介绍的这篇文章思路研究狡猾而独到。发表在科研类顶刊&Nature&上，就和说相声的上春晚了一样了不起，而且由于其奇葩而刻意的视角和表述方式，引起了全世界科研者愉快的吐槽。&br&&img src=&/80faa1fdae0ee_b.jpg& data-rawwidth=&479& data-rawheight=&567& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&479& data-original=&/80faa1fdae0ee_r.jpg&&&br&&br&本着大人类至上主义的原则，作者们想当然的认为，人类在进化上一定有一些屌炸天的突变。要是能找到这些突变，一定能搞个大新闻。 那么很简单啦，只要比较人类和猴子们的基因组就好了，看那些不一样的地方。 所以作者专门去找那些猩猩和猴子都有，但独独人类没有的DNA序列(个人评述，这是非常漂亮的科研选题)。找到了多少条呢? 500多条。 而且大多数都是题主所说的，垃圾DNA。&br&&br&作者在文中选了那500条中的那么一条，可巧，这段区域就是我之前说的，控制区。它控制那个蛋白呢？就是大名鼎鼎的AR, 也就是Arcanite Reaper，奥金斧，WOW 60年代的战士神器。哦拿错剧本了，这里的AR是androgen receptor, &b&雄激素受体&/b&。 这货是干什么使得？ 简单的说，跟奥金斧一样，就是很男人的东西啦。如果你彻底没了雄激素，那你就太监了。 如果你有雄激素，但没有雄激素受体，那你还是会太监。 AR就是这么重要又任性。&br&&br&接下来这些家伙的试(zuo)验(si)思路就很简单啦：这条序列，是在&b&那个时间，那个地点发挥调控作用呢&/b&？ 这个试验当然不能在自己身上作死了，在猴子上作也很贵，所以他们就偷懒在老鼠上作了。 （别问我们为什么我们猴子家的事能在老鼠身上玩）。后来他们发现，不得了了，是在 &b&发育的时候，出现在JJ表皮上&/b&的。如果此时此刻，没了AR，那更不得了，&b&JJ上的刺（Penile spines&/b&&b&）,就没有了&/b&！&br&&br&我cao等等，JJ刺没了是什么意思？难道猴子和老鼠们的JJ上本来是有刺的么？ 我一插(呃，打错字了，查)还真的是如此。而且还是倒刺。张着倒刺的JJ是什么样子，给你们放张图脑补一下.&br&&img src=&/9f24db462ea3af3ed9f49d845d04353b_b.jpg& data-rawwidth=&127& data-rawheight=&148& class=&content_image& width=&127&&&br&&br&算了放点正常的图，这张是蝙蝠的JJ刺。记住这种倒刺在哺乳类动物是普遍存在的，不信回家问问你们的猫&br&&img src=&/ccc439c63e675e0dd08c256fdc55a3ab_b.jpg& data-rawwidth=&378& data-rawheight=&307& class=&content_image& width=&378&&&br&&br&而这张是原paper里放的卡通图，左边是某猴子正常的带刺版健康JJ。 右边是太监猴的JJ，就没刺了(不要问猴子为什么变成了太监)。是不是很像我们人类呢？&img src=&/79b3ba379b_b.jpg& data-rawwidth=&112& data-rawheight=&147& class=&content_image& width=&112&&&br&&br&那为什么JJ上要有这些刺呢？这事的解说有很多种，但总的来说，都是为了雄性自己更好的啪啪啪，又让其它雄性不能愉快的啪啪啪的。 比如有人认为，这种刺很情趣，很受雌性欢迎，是进化优势。也有人认为，这种刺可以在啪啪啪的时候弄伤雌性，这样雌性就会去息壁养伤几日，别的雄性也就失去了很多机会，也是进化优势。 &br&&br&人类的JJ上怎么没有这些刺了呢. 直接来说，就是我们没这段DNA了。至于为什么这就又都是猜想和假说啦。可能是我们男人有了更好的方法让自己愉快的啪啪啪(我们有大脑，还有，呃...我有没有跟你们说过人类的JJ尺寸放进化上来说算惊人的大?)，也可能是有了更好的方法阻止别的男人愉快的啪啪啪（婚姻制度与阉割技术?）。 总的来说，有没有刺，对人类来说，已经不重要了。终于在一代一代人的忽略下，我们丢掉了这一小段DNA控制序列。&br&&br&我们可以想象，在不知道多少个万年之前，DNA之神对一个半人半猴的原始人类开了个玩笑，让他丢掉了这一小段DNA序列。这个男孩的JJ与所有人都不同，光滑如镜，平白如玉，他的JJ居然不长刺。生活在原始人类这样一种热爱生殖又崇尚群居的物种之中，这个男孩一定感受到了莫大的社会压力。他对这天赋之异禀感到羞耻，万般无奈之下，他找了一片树叶... 这个人，就是我们所有现代人类爷爷的爷爷的爷爷.........的爷爷.&br&(我就不放有宗教争议的图了)&br&&img src=&/bdd5b3cfdfa16ca32f267_b.jpg& data-rawwidth=&146& data-rawheight=&205& class=&content_image& width=&146&&&br&&br&最后给结论：&br&如果在垃圾DNA里乱敲，可能会使蛋白表达原有的控制模式发生改变。 我们的祖先被动的玩了很多次，其中有一次让他的JJ没了刺。 如果再玩，可能压根没事，也可能会让你有个三只眼，六只指，运气好直接获得某种超能力，运气不好也可能会让你直接没了JJ。&br&--------------------&br&原文中其实试验了两段序列，另一段缺失的序列影响了人类大脑的尺寸。 但和JJ刺相比，谁TMD会关心大脑这种小事。&br&--------------------&br&如果楼主关心那种能把一小段序列敲掉的生物技术，那你赶上了。这事是过去两年的学术爆点。据我个人浅显理解，不考虑伦理问题和资金，要给人类的孩子敲一敲算是毫无难度了 。请自行google: talen and crispr/cas9&br&--------------------&br&一个学术小八卦，这波爆点中发挥重要角色的是一个中国人。学术作的狂拽酷炫屌炸天，屌到什么程度呢？答主听过一次他的报告，听完后急急离场，想找个没人的地方哭一会。不要笑我，我保证当时场内很多人，都抱着和我一样的想法。&br&这个人非常有机会得诺奖. 有兴趣的自行google:feng zhang , broad
哼哼哼哈哈哈， 来给麻瓜们开个眼吧。介绍一篇我最喜欢的严(e)肃(gao)科学论文。2011年发表在nature上。链接如下:先说结论（大雾）："JJ上会不长刺，也可能没有JJ了"----------------简单的知识普及：人类的基因组中有绝大多数的区域功…
（本文冗长。最后有一句话比喻，通俗易懂。）&br&&br&一句话：&b&因为在黑洞内部，光锥是永远向内的。&/b&&br&&br&&b&（一）&/b&&br&&br&&b&首先解释一个关键的概念，什么是「光锥」。&/b&&br&简单地说，&b&光锥就是光的时空路径&/b&——注意是「时空」，而不是「空间」。即，在某时某地发射&b&一闪光&/b&，此后光传播所经历到的&b&时空&/b&区域就是「光锥」。换句话说，就是能看到这个闪光的&b&时空&/b&区域。当然，这严格说是未来光锥。&br&&br&这样说还是很抽象，举个1维空间的例子。这个世界不妨称之为「1+1维」时空（因为是1维空间+1维时间）。简单起见，假设光速为常数 v=1。&br&时间 t = 0 时，在空间坐标原点 x = 0 处发生一闪光。这时，因为光以有限的速度 v = 1 传播，其路径就是 x = t 或者 x = - t。这里有&b&两条&/b&路径，因为在一维空间里，光能朝「前」、「后」&b&两个&/b&方向传播。&br&画在 (x, t) 平面上，光的时空路径 x = t 或者 x = - t 就是通过原点的45度角射线。这射线就是「1+1维」时空的光锥。如下图所示，红色射线就是光锥。&br&&img src=&/46f5cacc1bddab08a35c4a_b.jpg& data-rawwidth=&800& data-rawheight=&583& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&800& data-original=&/46f5cacc1bddab08a35c4a_r.jpg&&在这个「1+1维」时空里，只有在光锥上的点，才能看到闪光。比如 (x = 2, t = 1) 这个点，就不在光锥上，也看不到闪光。因为在 t = 1 秒的时候，光还没有传播到 x = 2 处。x = 2 处只有在等到 t = 2 时才能看到闪光，于是 (x = 2, t = 2) 这个点正好就在光锥上。&br&上面这个例子很容易推广到真实的「3+1维」时空（3维空间，1维时间），只不过这时候射线变成了锥子（当然是3维的锥子），所以叫光锥。&br&所以光锥是时空的一个截面，维度比时空少一维。光锥的存在正是因为光速有限。&br&&br&更物理地说，光锥是&b&时空&/b&的一个「界限」，即，能发生因果关联与否的区分边界。因为光速是最大速度，&b&光在光锥表面传播&/b&，其他信号在光锥内部传播，所以光锥内部就是可发生信号联系（因果关联）的区域，光锥外则是不可能有因果关联的区域。&br&以下图为例（引子wiki）&img src=&/dff3cbea1a_b.jpg& data-rawwidth=&390& data-rawheight=&600& class=&content_image& width=&390&&这里展示的是「2+1维时空」：2维空间（横向）+1维时间（纵向）。A代表某时某地一「事件」，光锥内部（上图黄色区域）就是A事件未来可影响到的时空区域，比如B点（下部黄色区域代表可以过去可能影响过A的时空区域）；而光锥外的其他区域，过去、未来都不可能与A事件发生关联，比如C点。&br&&br&&b&（二）&/b&&br&&br&&b&回到光传播的问题上。&/b&&br&广义相对论说，时空可以弯曲。于是在这个弯曲的时空里，光就不一定走 x = t 或者 x = - t 这么简单的直线了。比如在「1+1维」的时空里，光的路径可能就是这个样子：&img src=&/61fdfdbc0c8be42124f6c_b.jpg& data-rawwidth=&800& data-rawheight=&583& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&800& data-original=&/61fdfdbc0c8be42124f6c_r.jpg&&根据时空弯曲的程度，光可以走各种扭曲的路径。&br&上图中，虽然光的路径已经被扭曲，但是左边 x1(t) 还是在朝「左」传播，右边 x2(t) 还是在朝右传播。那么一个自然的问题是：有没有可能扭曲成这个样子：&img src=&/7ae24e1f00d858a84c49fc_b.jpg& data-rawwidth=&800& data-rawheight=&583& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&800& data-original=&/7ae24e1f00d858a84c49fc_r.jpg&&也就是说，无论光&b&自己以为&/b&在朝哪个方向传播，实际上都是在朝左传播？回答是当然可能！&b&这正是光无法离开黑洞的关键！&/b&&br&&br&具体而言：对于比较正常的时空里的正常的光锥，光可以（沿着光锥表面）向前后左右任意&b&空间&/b&方向传播。但是&b&在黑洞内部，光锥被扭曲，光锥的所有空间方向都朝向黑洞内部，使得光只能向内传播。&/b&&br&&br&&b&（三）&/b&&br&&br&&b&以最简单的不带电不旋转黑洞即「Schwarzschild黑洞」为例。&/b&&br&下图（引自wiki）中左边白色区域为黑洞外，右边黑色区域为黑洞内。在左边即黑洞外，光锥比较正常，光可以朝两个方向传播——比如朝左也就是背离黑洞，或者朝右也就是朝向黑洞。&br&&img src=&/6dc635fa5e334b7ef295c143f1fdc9b1_b.jpg& data-rawwidth=&409& data-rawheight=&106& class=&content_image& width=&409&&如果我们靠近黑洞，如下图（引自wiki），光锥开始扭曲，明显开始朝黑洞倾斜。于是光倾向于向黑洞（朝右）内传播，只有少部分可以背离黑洞（朝左）。&br&&img src=&/a2238e2adcfda9ace3ba709ecd81d373_b.jpg& data-rawwidth=&409& data-rawheight=&106& class=&content_image& width=&409&&如果我们进入黑洞内部（黑色区域），如下图（引自wiki），这时，光锥完全被扭曲，&b&光锥的任何方向都是指向黑洞内部&/b&。也就是说，&b&光无论怎么传播，都是在「朝内」传播。&/b&&img src=&/1cf0dfcf9528317afe025f0f6d0167c3_b.jpg& data-rawwidth=&409& data-rawheight=&106& class=&content_image& width=&409&&&br&下图（来自网络）是个更形象的说明：&br&&br&&img src=&/923ab201fbca6_b.jpg& data-rawwidth=&320& data-rawheight=&239& class=&content_image& width=&320&&圆柱代表黑洞视界，圆柱内是黑洞内，圆柱外是黑洞外。黑洞外光锥被扭曲的不厉害，光可以朝向黑洞也可以背离黑洞。黑洞里面，光锥完全倒向黑洞内，光锥的所有方向都指向黑洞内，于是光无论朝哪个方向传播都是在向内传播。&br&&br&总之，一句话，&b&在黑洞（视界）内部，时空被扭曲了——只有向内，没有向外。&/b&&br&&br&&b&最后，如果觉得还是很抽象的话&/b&，可以考虑这样的例子（虽然不严谨，但本质上一个道理）：&br&你在坐高铁，你以为你可以来回走动，但是因为你不可能比高铁走的更快，所以在地面上的人看来，你只能永远在朝前走，就像光在黑洞内只能永远朝里走。
（本文冗长。最后有一句话比喻，通俗易懂。）一句话：因为在黑洞内部，光锥是永远向内的。（一）首先解释一个关键的概念，什么是「光锥」。简单地说，光锥就是光的时空路径——注意是「时空」，而不是「空间」。即，在某时某地发射一闪光，此后光传播所经历…
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