隨選文章心得紀錄
Genome editing for horticultural crop improvement
§ 讀報時間：園藝作物的基因體編輯進展 ¶ 基本原理：基因體編輯乃透過 protein–DNA interaction (如 MNs, ZFNs, and TALENs) 或 RNA–DNA base-pairing (如 CRISPR/Cas9 and CRISPR/Cpf1) 的特性，造就精準專一的 DNA 雙股斷裂 (DSB)，藉此機會插入序列或造成該位點的變異。 ¶ 應用現況：文章中的表二整理了目前已經出現的 25 種基因編輯園藝作物，功能從純粹報導性質到達到抗病性狀都有。國際上 U.S. 和 Japan 不將基因體編輯納入 GMO，但是歐洲還是套用了跟 GMO 一樣嚴格的管理。 ¶ 未來方向：三大挑戰，一是串連消費者、育種家、生物學人以釐清育種方向，二是園藝作物編輯方式 (delivering editing reagents) 的發展，三則是園藝作物的已基因體編輯組織再生成植株的技術加強。 § 小反思：對於未來方向的二三點很有感觸，碩班指導教授最喜歡把各種新科技應用到園藝作物上，克服那些模式植物中已經解決的問題，多醣多酚干擾、多倍體多目標、誘導配方改良等等。對他們本身來說可能很簡單，但是勢必較高的人員訓練、生物資源維護成本也成了放不下的重擔。也難怪要回到未來方向的第一點，在充足的溝通後對症下藥，避免那些為了計畫、畢業年限造成的無謂損失。 § 後話：科技日新月異，這篇 review 出刊後兩週，就出現了不用造成 DSB 的 prime editing
Xu, J., Hua, K. & Lang, Z. Genome editing for horticultural crop improvement. Hortic Res 6, 113 (2019). https://doi.org/10.1038/s41438-019-0196-5
Linking CRISPR-Cas9 interference in cassava to the evolution of editing-resistant geminiviruses 原先想用 CRISPR 技術來抗植物病毒，沒想到病毒魔高一丈逃過去，揭示了新技術並非萬能，大家若只刊登成功結果，反而會造成對技術認知的偏差 fb discussion
Evaluating Representations for Gene Ontology Terms § GO 尬向量知識圖譜，一起發大財 § 節錄: ¶ 神秘編碼器 Bidirectional Encoder Representations from Transformers (BERT) 用向量來表示 GO 之樹的節點 ¶ 三大任務好棒棒 (1) measuring similarity between GO terms (2) asserting relationship for orthologs and interacting proteins based on their GO annotations and (3) predicting GO terms for protein sequences. ¶ 人工的基因註解中，某些 GO 會特別少出現，使用此系統將可使其註解上更加精準 § 反思：關於最後一點，人與機器的矛盾實在很有趣。平常用生資方法從資料庫中挖出來的資料，都還是要經過人為校閱才敢用，現在居然說有一個新的工具，可以解決人工註解的偏差。 反正我是信了 fb discussion
Nature Outlook: Cannabis 這期 Nature Outlook 的主題相信很令人感興趣 (?)，以下節選一些研究方向、fun facts：
- 改造約 16 條基因就可以讓酵母菌或大腸桿菌產生非活性的 CBD 或 THC，但是產量的提升上還有很大的進步空間
- 許多公司正在應用 CRISPR-Cas9 改造品種，方向包括：使毛狀體 (trichome) 以外的器官產生次級代謝物以提高產量、改造生合成途徑使植株產生水溶性的 cannabinoids
- CBD 以及 THC 都有助於舒緩運動後的痠痛或減輕發炎反應，在運動前使用則可以提高運動的意願
- 在部分地區合法化的關係，大型公司正在延攬園藝人才及植物科學家最佳化栽培條件。但是其需求的水量、能源都十分不環保，甚至其散發的揮發萜類氣體與城市周邊空氣污染在陽光的作用下會產生臭氧污染空氣。
- 慢性低劑量的 THC 可以提高小鼠的老化相關認知功能
- 對 lIfetime cannabis user 的 GWAS 分析顯示，在遺傳層次上 cannabis user 有較高的思覺失調症 (schizophrenia) 風險
- THC 提高基底核的麩胺酸濃度進而提高精神錯亂的可能 Nature Outlook 是由第三方廠商贊助但是獨立編輯的刊物，讀者可以自己帶著客觀的眼光來看這些內容。 fb discussion
Seminar minutes
§ 1028 早上去醫學院聽 George Church，下午去中研院的農業生技講座 ¶ George Church 的 Reading and Editing Genome 演講內容主要是全方位地分享他的研究面向，包括更精準的基因編輯 (非單純 NHEJ)、減少 nicking 以加強編輯效果、更改密碼子以達抗病效果、人類全轉錄因子文庫、在細胞中用 DNA 存資料監測發育、in situ RNA-Seq。雖然醫學領域的關鍵字聽不大懂，但光是領略那股彷彿無經費限制的黑科技還是很過癮～另外，幾乎每隔幾張投影片就可以看到他又跟負責學生用相關專題的研發成果創了哪間公司 😂 ¶ Julia Bailey-Serres 的 From Genome to Proteome: A Journey Along The RNA Silk Road 與今年的諾貝爾獎氧氣主題相呼應，圍繞在植物淹水逆境下的生理調節。透過 INTACT、TRAP 等等不同技術捕捉不同狀態的 RNA-Seq 達到 Multi-level gene activity analysis，觀察到轉錄產物的 sequestration 影響 mRNA 轉譯甚巨。為瞭解生理途徑跨物種的異同，結合了 enrichment, motif discovery, GRN building 的分析也是非常精彩～ ¶ Ying-Chung Jimmy Lin 的 Synthetic-genetic-array Based Yeast One-hybrid System for The Construction of Gene Regulatory Network in Wood Formation 用可愛的童話故事開場，精緻的圖示解說他跟 yeast 大師共創的 Y1H 系統，以及 TF 偵測的成效，其中也使用了 Laser Capture Microdissection 來精細化取樣以及機器手臂等等技術來加速研究。 § 心得小紀錄：George Church 的各種黑科技內容讓我覺得充滿決心，人類有無限的可能～Julia Bailey-Serres 演講後半部講了一句『RNA-Seq is very naive』直擊我靈魂，而我當時還一邊正在準備隔天的 RNA-Seq 分享的簡報 😭 ，是不是該改粉專名稱了呢？久聞美顏的 Ying-Chung Jimmy Lin 現場遠遠看還是很帥，各種運用新技術也讓我感到年輕實驗室的活力，對研發新方式的較多著墨揭示過程的思路其實也很有啟發性～