元素百科为您介绍基因编辑成进化发育生物学领域研究热点。从1893年至今，几乎在每年的夏季，年轻的发育和进化生物学者都会涌向美国马萨诸塞州伍兹霍尔，钻研业内的技术。在该校全球有名的海洋生物学实验室中，参与其年度胚胎学课程的学生都会解剖海胆和栉水母，此外还会移植来自不同动物的细胞。但是过去3年，这些满腔热情的学徒开始学习一些新东西：基因编辑。 基因编辑技术的目标精确而高效的CRISPR-Cas9基因编辑技术已经在生命科学实验室刮起一股风暴。现在，该技术正在席卷进化发育生物学界，这一领域的目标是探寻解释适应性进化的发育变化。科学家并非简单地推断是什么导致诸如鱼类如何演化出四肢等历史上的类似过渡，而是利用CRISPR技术直接验证这些假设。这种方法非常简便：剪切掉那些认为与鱼鳍生长有关的基因，然后就能了解这些鱼是否会开始形成一些类似脚的组织。基因编辑技术解开生物的奥秘这正是科学家8月17日在《自然》杂志发表的内容，他们借助CRISPR技术解释鱼类如何长出脚并开始行走。其他研究人员也利用该技术了解蝴蝶如何进化出精美的色彩，并了解甲壳类动物如何长出爪子。“CRISPR是一种给生物学界带来变革性的技术，对于进化发育生物学来说也是如此。”美国华盛顿特区乔治·华盛顿大学进化发育生物学家ArnaudMartin说，“我们现在可以做以前难以开展的事务。”伊利诺伊州芝加哥大学古生物学家和发育生物学家NeilShubin曾利用基因编辑技术检查鱼鳍的前端如何被四足类陆生脊椎动物的脚和脚趾替代。研究人员已经知道，古代鱼类后来演化出四肢，Shubin带领团队在2004年发现的一个距今37.5亿年的古老化石似乎捕捉了这一过渡期的行为，他们还认为脚是进化过程中新出现的事物，在鱼类组织内并没有相应的对应体，因为鱼鳍和脚是用不同种类的骨骼形成的。但是Shubin表示，基因编辑已经改变了他的想法。该团队利用CRIPSR技术使斑马鱼缺失了若干种hox13基因，而研究人员已经认为这些基因在鱼鳍生长中扮演着关键角色。这些突变异种均未生长出完善的脚，Shubin写道，但是一些人认为“相当于手指的鱼鳍”与四足类动物发育出的手指和脚趾一样。“作为一名古生物学者，我研究和教授的是，这些是两种完全不同的骨骼，在发育或进化学上毫无关联。”Shubin说，“但是这项研究结果改变了我的这种假设。”斑马鱼是通用的模型有机体，其基因组通常在实验室进行编辑。但是CRIPSR技术大大加速了Shubin团队的实验。下一步的一个研究将是敲除鱼类物种体内的hox13基因，使其更加接近古代获得四肢的鱼类，加州大学圣迭戈分校进化发育生物学家AdityaSaxena和KimberlyCooper说。多亏CRISPR技术，这些现在已经实现，他们在一篇跟随Shubin的文章同期发表的评论中说。没什么原因会让人觉得这种技术不能用于其他研究以及其他生物物种。“CRISPR似乎可以在任何一种有机体内普遍使用。”Martin说，他已经成功将该技术用于一种叫作Parhyalehawaiensis的海洋甲壳类动物中。在今年1月发表于《当代生物学》的一项研究中，他和加州大学伯克利分校同事NipamPatel发现，使该物种体内不同的Hox基因失去活性会导致特定的身体附件如触须和爪子发育混乱。如果研究人员能够成功在实验室培养该动物，就能获得该动物的卵，Martin表示，他们应该利用CRIPSR。这样的灵活性对于进化发育研究人员来说非常重要，纽约大学发育神经生物学家ClaudeDesplan说，该团队将CRIPSR技术应用于黄燕尾蝶，相关成果于今年7月发表于《自然》，该研究旨在检测黄燕尾蝶眼睛的光感受器如何比果蝇等昆虫识别更广泛的色谱。他所在实验室正在进行的实验已经将该基因编辑技术应用于黄蜂和蚂蚁。到目前为止，发育进化生物学家一直在聚焦利用CRISPR技术删除一个基因的活性或是导入其他的基因，比如编码绿色荧光蛋白的基因，这可以更好地跟踪动物的发育。但是Martin期望研究人员可以很快利用该工具精确改变动物体内的DNA序列，从而检测具体基因变化的作用。它们可能包括调节DNA序列的改变，这会影响基因在哪里以及什么时候处于活性状态，这或曾对四足类动物四肢演化的环境适应性有过贡献。

元素百科为您介绍Illumina与英国牛津纳米孔公司纳米孔专利之争落下帷幕。美国国际贸易委员会近日发布文件称，Illumina公司和英国牛津纳米孔公司的官司已经庭外和解。纳米孔公司同意不再出口或售卖包含氨基酸序列纳米孔的产品，并销毁目前库存的产品。但该文件也明确表示，这些限制不会影响牛津纳米孔对CsgG的使用。CsgG是相关诉讼开始后不就，牛津纳米孔发布的另一种新孔，基于全新的序列，其研发工作是否依靠Illumina公司的专利技术依然是谜。 纳米孔测序纳米孔测序比传统测序更便携和实惠，主要根据单核苷酸通过孔隙产生的电流变化检测DNA序列。2014年，牛津纳米孔推出了第一款商业化的纳米孔测序仪——MinION。而今年年初，Illumina公司在一份声明中称牛津纳米孔的MinIon和PromethIon设备侵犯了自己的专利。Illumina公司起诉牛津纳米孔使用细菌驱动孔隙——耻垢分枝杆菌孔蛋白A（MspA）侵犯了其MSP纳米孔和相关方法专利，称其产品与MspA至少有68%的相似点。据悉，2010年，美国华盛顿大学的JensGundlach首次证明MspA可用于DNA测序，并与阿拉巴马大学微生物学家MichaelNiederweis合作证明MspA孔隙结合“棘轮系统”便可读取短DNA序列。2013年，Illumina公司从阿拉巴马大学和华盛顿大学获得纳米孔测序技术授权。纳米孔专利之争这场专利之争引起了使用牛津纳米孔产品研究人员的密切关注。他们担心失去纳米产品或专利战会扼杀新平台发展。而且，由于相关技术的细节仍然保密，有可能导致专利诉讼陷入胶着。不过，杜克大学专利法专家ArtiRai表示，“本应该将一些公正带入该体系，因为有时单靠语句，人们很难明确地知道你发明了什么。这是一个模糊的领域。”她还指出，最有可能的是，两个公司最终达成一致。如果牛津纳米孔选择继续打官司，那它必须向法官和陪审团展示其设备背后的秘密。最后，该公司选择宣布了升级设备——R9。R9实际上是CsgG，来源于大肠杆菌的蛋白膜，在核苷酸通过孔隙时，这种蛋白比版本R7有更好的识别力。

元素百科为您介绍2040年中国将成为列世界第二页岩气生产国。据美国能源信息署(EIA)发布的(国际能源展望2016》，中国在2040年将成为仅次于美国的世界第二大页岩气生产国，页岩气将占中国天然气总产量40%以上。 页岩气资源开发中国作为亚洲经济巨人，已成为美国以外开发页岩气资源的头号国家。在过去5年中，中国境内钻了600多口页岩气井，2015年页岩气生产水平达1415万立方米/日。中国目前正在通过与国际油气公司开展合资合作，加快推进页岩气资源开发。早些时候，中国石油集团与BP就四川内江-大足区块的页岩气勘探、开发、生产签订了产量分成合同。BP首席执行官杜德立说：我们把世界范围的经验带到中国陆上的第一个非常规天然气项目，将结合中国石油的知识和经验，向中国正在发展的清洁能源市场供应天然气。美国能源信息署估计，世界天然气产量2015年增长了62%至96.8亿立方米/日，到2040年将增至156.8亿立方米/日。在此期间，页岩气的增长幅度最大，将从2015年的11.9亿立方米/日，2040年增至47.5亿立方米/日，将占到世界天然气供应量的30%。美国页岩气产量翻倍美国能源信息署预计，美国仍将是世界最大的页岩气生产国。去年美国页岩气产量已占本国天然气产量一半，到2040年，将在2015年10.5亿立方米/日的基础上翻一番，达22.4亿立方米/日，相当于美国天然气总产量的70%。除了中国和美国，加拿大、阿根廷将是实现页岩气商业生产的两个国家。2015年，加拿大页岩气产量达1.2亿立方米/日，随着页岩气产量逐渐增加，到2040年将占到该国天然气总产量30%。阿根廷2015年页岩气产量198万立方米/日，预计到2040年将占该国天然气总产量75%。美国能源信息署认为，预测期内的技术进步将鼓励其他国家开发页岩气资源，主要是墨西哥和阿尔及利亚。算上这两国和现有的4个页岩气生产国，6个国家2040年的页岩气产量将占全球页岩气总产量70%。