【弥补CRISPR技术缺陷，中国科学家提出三种高效灵活的先导基因编辑器，能更精确高效地纠正特定DNA】
作为一项“诺奖技术”，CRISPR 改变了科学家处理基因编辑的方式，提供了前所未有的简便和高效。
但是，#CRISPR# 技术并非万无一失，仍存在一定局限性，这让基因和#细胞疗法# 从实验室跃升到临床成为一个很大的挑战。
#先导型编辑# （Prime editor，PE）的出现，可称得上是第三代基因组编辑技术，它能更精确、更高效地纠正特定核苷酸，同时把脱靶效应降到很低。
当下，基因突变引起的疾病治疗，特别是罕见病的治疗是学界关注的热点之一，而对于罕见病的治疗依旧是个大难题。
最近，#上海科技大学# 生命科学与技术学院马涵慧团队研发出三款新型的先导型编辑器，可给解决上述难题带来新曙光。
先导编辑器不仅能够实现所有 12 种单碱基替换、以及小片段的插入和删除，并且具有很低的脱靶效应。被优化后的先导编辑器，是治疗这些基因突变疾病的强有力工具。
现在，学界已利用这种先导基因编辑方式对不少疾病相关的疾病突变修复进行深入研究，比如全身性神经节苷脂病（即 Tay-Sachs 病，一种与神经鞘脂代谢相关的隐性常染色体遗传病）。具体来说是利用先导编辑器在 HEXA 基因中插入 4bp 的序列构建突变模型，为后续进行基因治疗研究提供基础。
通过对 PRNP 引入一个位点突变，就可以是使人类和小鼠对朊病毒病具有抵抗力，利用先导编辑器在细胞水平中产生 G127V 突变等位基因，赋予对朊病毒的抗性。由此可以预见，先导编辑器具备强有力的应用价值。
近年来，核酸递送载体的开发与改进，让基因编辑工具体上应用成为可能，比如利用慢病毒递送系统可以将先导编辑器引入小鼠初级皮层神经元，为神经退行性疾病研究与治疗打下良好的基础。
马涵慧团队通过腺相关病毒载体、纳米脂质颗粒或其他合适的载体，将先导编辑器递送到模型动物、最终给药到病人体内靶向不同的器官，通过基因治疗的方法来解决这些难以治愈的遗传性疾病。
概括来说，此次工作主要改进了先导编辑器效率低的问题。而这一切要从 2019 年说起，当年哈佛大学和麻省理工学院布罗德研究所的教授刘如谦（David R. Liu）实验室开发出先导编辑器，实现了单碱基的 12 种替换，解决了单碱基基因编辑类型有限和避免旁观者编辑（bystander editing）的技术难题。同时，先导编辑器还可以实现小片段的插入与删除。
但是，先导编辑器在不同位点的基因编辑效率差别很大，绝大部分位点的编辑效率极低。
马涵慧团队猜测这可能和先导编辑器在活细胞内的分子动力学有关，比如先导编辑器的 RNA 组合 pegRNA 自身不稳定、非正常折叠导致 Cas9-pegRNA 复合物组装困难，或组装后的 Cas9-pegRNA 复合物对 DNA 靶向功能缺陷等。
为此，马涵慧团队使用其实验室之前开发的 CRISPRainbow 成像系统，对先导编辑器的目标 DNA 靶向效率进行测试，结果发现刘如谦实验室开发的先导编辑器靶向效率很低，这有可能是限制其编辑效率的原因。
接着，他们通过在 pegRNA 的 3 端添加 RNA 适配体构建了 3’带茎环结构的 sPEs (stem loop PEs）系统，同时在 Cas9 上连接了 RNA 适配体的结合蛋白构建了结合型 tPEs (Tethered PEs）系统。
这两种系统恢复了先导编辑器对目标 DNA 的靶向效率。研究中，该团队使用 sPEs 和 tPEs 对很多的基因位点的进行尝试，都可以提高基因编辑效率。
特别是对于一些难以编辑的位点，sPEs 和 tPEs 系统极大地提高了基因编辑效率。同时，他们也发现 sPEs 和 tPEs 系统几乎没有出现脱靶的现象。
为了让先导编辑器系统更加灵活，他们又将 pegRNA 拆分为 sgRNA 和 pRNA（prime RNA），构建了双分子 RNA 的 SnPEs 系统。
戳链接查看详情：https://t.cn/A6SK81dJ
作为一项“诺奖技术”，CRISPR 改变了科学家处理基因编辑的方式，提供了前所未有的简便和高效。
但是，#CRISPR# 技术并非万无一失，仍存在一定局限性，这让基因和#细胞疗法# 从实验室跃升到临床成为一个很大的挑战。
#先导型编辑# （Prime editor，PE）的出现，可称得上是第三代基因组编辑技术，它能更精确、更高效地纠正特定核苷酸，同时把脱靶效应降到很低。
当下，基因突变引起的疾病治疗，特别是罕见病的治疗是学界关注的热点之一，而对于罕见病的治疗依旧是个大难题。
最近，#上海科技大学# 生命科学与技术学院马涵慧团队研发出三款新型的先导型编辑器，可给解决上述难题带来新曙光。
先导编辑器不仅能够实现所有 12 种单碱基替换、以及小片段的插入和删除，并且具有很低的脱靶效应。被优化后的先导编辑器，是治疗这些基因突变疾病的强有力工具。
现在，学界已利用这种先导基因编辑方式对不少疾病相关的疾病突变修复进行深入研究，比如全身性神经节苷脂病（即 Tay-Sachs 病，一种与神经鞘脂代谢相关的隐性常染色体遗传病）。具体来说是利用先导编辑器在 HEXA 基因中插入 4bp 的序列构建突变模型，为后续进行基因治疗研究提供基础。
通过对 PRNP 引入一个位点突变，就可以是使人类和小鼠对朊病毒病具有抵抗力，利用先导编辑器在细胞水平中产生 G127V 突变等位基因，赋予对朊病毒的抗性。由此可以预见，先导编辑器具备强有力的应用价值。
近年来，核酸递送载体的开发与改进，让基因编辑工具体上应用成为可能，比如利用慢病毒递送系统可以将先导编辑器引入小鼠初级皮层神经元，为神经退行性疾病研究与治疗打下良好的基础。
马涵慧团队通过腺相关病毒载体、纳米脂质颗粒或其他合适的载体，将先导编辑器递送到模型动物、最终给药到病人体内靶向不同的器官，通过基因治疗的方法来解决这些难以治愈的遗传性疾病。
概括来说，此次工作主要改进了先导编辑器效率低的问题。而这一切要从 2019 年说起，当年哈佛大学和麻省理工学院布罗德研究所的教授刘如谦（David R. Liu）实验室开发出先导编辑器，实现了单碱基的 12 种替换，解决了单碱基基因编辑类型有限和避免旁观者编辑（bystander editing）的技术难题。同时，先导编辑器还可以实现小片段的插入与删除。
但是，先导编辑器在不同位点的基因编辑效率差别很大，绝大部分位点的编辑效率极低。
马涵慧团队猜测这可能和先导编辑器在活细胞内的分子动力学有关，比如先导编辑器的 RNA 组合 pegRNA 自身不稳定、非正常折叠导致 Cas9-pegRNA 复合物组装困难，或组装后的 Cas9-pegRNA 复合物对 DNA 靶向功能缺陷等。
为此，马涵慧团队使用其实验室之前开发的 CRISPRainbow 成像系统，对先导编辑器的目标 DNA 靶向效率进行测试，结果发现刘如谦实验室开发的先导编辑器靶向效率很低，这有可能是限制其编辑效率的原因。
接着，他们通过在 pegRNA 的 3 端添加 RNA 适配体构建了 3’带茎环结构的 sPEs (stem loop PEs）系统，同时在 Cas9 上连接了 RNA 适配体的结合蛋白构建了结合型 tPEs (Tethered PEs）系统。
这两种系统恢复了先导编辑器对目标 DNA 的靶向效率。研究中，该团队使用 sPEs 和 tPEs 对很多的基因位点的进行尝试，都可以提高基因编辑效率。
特别是对于一些难以编辑的位点，sPEs 和 tPEs 系统极大地提高了基因编辑效率。同时，他们也发现 sPEs 和 tPEs 系统几乎没有出现脱靶的现象。
为了让先导编辑器系统更加灵活，他们又将 pegRNA 拆分为 sgRNA 和 pRNA（prime RNA），构建了双分子 RNA 的 SnPEs 系统。
戳链接查看详情：https://t.cn/A6SK81dJ
专家和医院都治不好的病，你凭什么给我调好?
产品既然那么好，要医院干什么？中医调理慢性疾病，为什么比西医治疗更胜一筹?
偶遇·快降柠——葛根人参压片糖果，中医五千年文化传承，中药精准配方（千方精选一方），秉承“药食同源、医食同功”的核心理念，精选人参、蛹虫草、枸杞、黄精、决明子、葛根、栀子、玉米须等多种名贵食材，借助现代医疗纳米小分子技术，靶向精准萃取工艺，将核心成分提取而成。
产品既然那么好，要医院干什么？中医调理慢性疾病，为什么比西医治疗更胜一筹?
偶遇·快降柠——葛根人参压片糖果，中医五千年文化传承，中药精准配方（千方精选一方），秉承“药食同源、医食同功”的核心理念，精选人参、蛹虫草、枸杞、黄精、决明子、葛根、栀子、玉米须等多种名贵食材，借助现代医疗纳米小分子技术，靶向精准萃取工艺，将核心成分提取而成。
第四届异质结&钙钛矿交流大会要点
1、正表面微晶掺氧、背表面非晶，今年全面进入产业化，效率达到25%。下一步，背表面P层也做成微晶或纳米晶，效率可进一步提升0.5%，预计今年底或明年初量产。金属化工艺铜电镀是未来技术，分两步走，先在HJT背表面做成全铜，解决电镀问题；之后做双面铜栅线。铜替代银后，会继续进行铟替代，最后做到无铟、无银。再往后是HBC。
2、硅片减薄：HJT最适合薄片化，现在硅片厚度到90μm、80μm，HJT效率才会明显下降，跟PERC比有优势。高开路电压和较好的钝化效果可以抵消薄片化带来的开路电流下降。今年晚点或明年初，华晟将导入130μm，目前实验的130/135μm厚度电池片在组件端功率反而会提升。金刚玻璃硅片厚度降到130μm，对印刷和碎片率没有大的影响。
3、银浆降耗：主要是电镀铜、银包铜替代、激光转印、SWCT等方法。今年HJT银浆耗量已降到140mg/片，可进一步降到120-130mg/片。金刚玻璃银包铜可靠性收尾，Q4会应用。
4、电镀铜：传统光刻技术，干膜+光刻+种子层+镀铜，成本较高。现在华晟方案是种子层之上用丝印代替光刻，栅线部分印光刻胶膜做遮挡，上面再镀二氧化硅层，然后用有机溶剂祛除光刻胶膜，露出种子层，再在种子层上镀铜。现在Sun Drive开发直接在ITO镀铜，但技术困难。
5、ITO优化：在ITO上面做氮化硅盖帽层，来减少ITO用量。1）ITO没必要那么厚，可以用氮化硅来弥补减反。2）用AZO,单用不行，要在AZO上镀ITO或氮化硅，效率与ITO接近。
6、紫外光衰问题用高截止膜解决，或用转换膜（把紫外光变成可见光），相比高截止膜功率多5-6W，加反光条设计，功率再高3-5W。现在M6&72片组件基准功率为475W，后续可超过500W。
7、HBC：现在做的少，TBC（爱旭和隆基）率先发展。微晶硅的横向导电性很差，不用把P型和N型的非晶硅或纳米硅隔开,在N型上面做一层P型，存在复合导电现象。国外研究较多，比如德国的斑马技术，松下和夏普的方案难度很大。从流程看，BC类电池简化后的产业化流程也有17、18步，比HJT的4-5步多很多，更复杂。
8、华晟目前最好批次的平均效率达25.4%、单片最高效率超25.6%，严格的标准效率是24.5%，2-3个月会调试更高。
1、正表面微晶掺氧、背表面非晶，今年全面进入产业化，效率达到25%。下一步，背表面P层也做成微晶或纳米晶，效率可进一步提升0.5%，预计今年底或明年初量产。金属化工艺铜电镀是未来技术，分两步走，先在HJT背表面做成全铜，解决电镀问题；之后做双面铜栅线。铜替代银后，会继续进行铟替代，最后做到无铟、无银。再往后是HBC。
2、硅片减薄：HJT最适合薄片化，现在硅片厚度到90μm、80μm，HJT效率才会明显下降，跟PERC比有优势。高开路电压和较好的钝化效果可以抵消薄片化带来的开路电流下降。今年晚点或明年初，华晟将导入130μm，目前实验的130/135μm厚度电池片在组件端功率反而会提升。金刚玻璃硅片厚度降到130μm，对印刷和碎片率没有大的影响。
3、银浆降耗：主要是电镀铜、银包铜替代、激光转印、SWCT等方法。今年HJT银浆耗量已降到140mg/片，可进一步降到120-130mg/片。金刚玻璃银包铜可靠性收尾，Q4会应用。
4、电镀铜：传统光刻技术，干膜+光刻+种子层+镀铜，成本较高。现在华晟方案是种子层之上用丝印代替光刻，栅线部分印光刻胶膜做遮挡，上面再镀二氧化硅层，然后用有机溶剂祛除光刻胶膜，露出种子层，再在种子层上镀铜。现在Sun Drive开发直接在ITO镀铜，但技术困难。
5、ITO优化：在ITO上面做氮化硅盖帽层，来减少ITO用量。1）ITO没必要那么厚，可以用氮化硅来弥补减反。2）用AZO,单用不行，要在AZO上镀ITO或氮化硅，效率与ITO接近。
6、紫外光衰问题用高截止膜解决，或用转换膜（把紫外光变成可见光），相比高截止膜功率多5-6W，加反光条设计，功率再高3-5W。现在M6&72片组件基准功率为475W，后续可超过500W。
7、HBC：现在做的少，TBC（爱旭和隆基）率先发展。微晶硅的横向导电性很差，不用把P型和N型的非晶硅或纳米硅隔开,在N型上面做一层P型，存在复合导电现象。国外研究较多，比如德国的斑马技术，松下和夏普的方案难度很大。从流程看，BC类电池简化后的产业化流程也有17、18步，比HJT的4-5步多很多，更复杂。
8、华晟目前最好批次的平均效率达25.4%、单片最高效率超25.6%，严格的标准效率是24.5%，2-3个月会调试更高。
✋热门推荐