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2025-10-29 04:05 1,135次浏览北京8月4日電 (記者 孫自法)在生命科學領域，基因組編輯技術的迅速發展和廣泛應用，為基礎研究和應用開發提供強大的技術支撐。不過，大片段DNA(脫氧核糖核酸)編輯一直面臨重大挑戰，對數千乃至數百萬鹼基的精準操縱更是基因編輯領域的核心難題，備受關注。 育種和基因治療有巨大應用潛力 來自中國科學院遺傳與發育生物學研究所(遺傳發育所)的消息說，該所高彩霞研究員團隊最新研發出一種新型可編程的染色體編輯技術(Programmable Chromosome Engineering，PCE)。該技術在動植物中實現了從千鹼基到兆鹼基級別DNA的多類型染色體精準操縱，顯著提升了真核生物基因組的操縱尺度和能力。 利用大片段DNA精準操縱技術，研究人員不僅能實現多基因疊加編輯，還可通過操控基因組結構變異，為作物性狀改良和遺傳疾病治療開闢新路徑。同時，該技術有望推動新型育種策略的發展，例如通過操縱遺傳連鎖、調控重組頻率實現育性控制，以及消除連鎖累贅，充分釋放野生種質資源中優異等位基因的育種潛力。此外，精準染色體編輯技術的突破將加速人工染色體構建，在合成生物學等新興領域也有重要的應用前景。 本項研究PCE系統的開發和精準染色體編輯示意圖。中國科學院遺傳發育所 供圖 這項攻克大片段DNA精準編輯的重要成果論文，北京時間8月4日深夜在國際知名學術期刊《細胞》(Cell)上線發表。審稿人評價認為，中國團隊發表的研究工作，代表了基因工程領域的重大突破，在育種和基因治療方面具有巨大的應用潛力。 系統應用受到3個關鍵問題制約 論文通訊作者高彩霞研究員介紹說，以基因編輯工具CRISPR及其衍生技術為代表的編輯系統，通過可編程的嚮導RNA(核糖核酸)引導Cas9等核酸酶靶向基因組特定位點，已廣泛應用於特定鹼基和短片段DNA的精準編輯。但針對大片段DNA編輯，現有工具在編輯效率、尺度、精準性及類型多樣性等方面仍存在明顯不足。 研究團隊發現，位點特異性重組酶(Cre-Lox)系統具有染色體水平DNA操縱潛力，其原理是在基因組中引入Lox序列後，由Cre重組酶介導Lox位點之間的DNA重組來實現全基因組範圍內的遺傳操縱。 然而，Cre-Lox系統的應用受到3個關鍵問題的制約：Lox位點固有的對稱性導致重組反應可逆，不利於目的編輯的發生；Cre酶作為四聚體工作，提升其活性的工程改造難度高；重組後特異性位點殘留，影響編輯的精準性。 構建兩個可編程染色體編輯系統 高彩霞指出，為逐一突破上述限制，在本項研究中，研究團隊構建出系統性技術路徑：首先，開發高通量重組位點快速改造平臺，並提出不對稱Lox位點設計原則，成功創製新型Lox變體，保持高效重組效率的同時將可逆重組活性降低至陰性對照水平。 其次，基於研究團隊此前自主開發的融合蛋白通用逆摺疊模型、結構與進化約束信息的蛋白定向進化平臺AiCE，實現對Cre蛋白多聚化界面的精準優化，獲得重組效率提升至3.5倍的工程化Cre蛋白變體。 最後，研究團隊創建並優化了重組酶的無痕編輯策略Re-pegRNA，利用引導編輯器的高效編輯特性，通過設計特異性pegRNA對重組後殘留的Lox位點進行「重引導編輯」，將其精準替換為原有基因組序列。 通過這三項技術的集成優化，研究團隊成功構建PCE與RePCE兩個可編程染色體編輯系統，可對不同Lox位點的插入位置和方向進行靈活編程，實現鹼基從千比特(kb)到兆比特(Mb)尺度的大片段DNA精準無痕操縱。 研究團隊表示，他們在動植物細胞中，利用新研發的系統已成功實現18.8 kb超大片段DNA的定點整合、5 kb序列的定向替換、12 Mb的染色體倒位、4 Mb的染色體刪除及整條染色體的易位。他們還利用新型大片段DNA精準操縱技術，成功創製含315 kb精準倒位的抗除草劑水稻種質，展示出其廣泛應用前景。 據了解，AiCE成果7月上旬已在線發表於《細胞》，並將與此次研究成果以背靠背形式於8月下旬在《細胞》紙質版正式刊出。(完)
「瞬間結冰」的冷感噴霧、持續降溫3小時的冰巾、能讓全屋速涼的降溫掛件……據《北京日報》報導，近期，五花八門的「清涼神器」銷售火爆，但部分產品功效與宣傳不符，甚至可能引發皮膚過敏等問題，暗藏隱患。 每年入夏，為了滿足消費者對清涼度夏的高需求，各類商家都很「拼」，特別是在降溫產品形式、概念創新上開動腦筋，幾乎每年都有幾款「清涼神器」上新。不過，很多產品的清涼效果、持續時長都不盡如人意，不少人直言：還是空調、蒲扇等傳統降溫工具最有效。消費者花了錢，身體沒感受到期待中的涼爽愜意，心卻「涼」了半截。 首先「涼」的是消費者的錢包。各種創意、噱頭包裝而成的「清涼神器」很容易吸引消費者的眼球，一條冰巾幾元錢，一瓶冷感噴霧十幾元，一件風扇背心幾十元……較為平價的特點，讓不少有好奇嘗鮮心理的消費者為之買單。電商平臺中，一些產品月銷成千上萬件，消費者試用後發現只是短暫的涼感，而非真實的降溫消暑，面臨的可能是大量商品閒置或丟棄的窘境。 比財務損失更嚴重的，是消費者身體健康面臨威脅。據近年來公開報導，有消費者佩戴涼巾導致頸部過敏，也有人因為掛脖風扇長時間直吹患上面癱，而罐裝的冷感噴霧則可能引起爆炸、火災，「清涼神器」秒變「傷人兇器」。 長此以往，涼的不僅是消費者的心，更是企業的生意。 這些問題產品的銷售，更像是「一錘子買賣」。同一款產品，消費者交過一次「智商稅」就不會再交第二次。雖然企業在短期內可能收穫了一波流量和利潤，但這並非可持續的生意，而一旦出現大量退貨等情況，獲利將大打折扣。企業和品牌的口碑也會受到負面影響，相當於砸了自己的招牌，不利於長遠發展。更嚴重者可能涉嫌虛假宣傳、消費欺詐等，倘若被判定違法違規而受到嚴厲處罰，更是得不償失。 實際上，企業想通過「割韭菜」掙快錢，將會越來越難。隨著網絡的發達、測評類視頻的興起、監管的日趨嚴格，消費者不再盲目迷信電商平臺評論區商家「刷」出來的好評，逐漸學會了甄別網絡信息，先看測評再下單。一些「神器」的推薦視頻評論區，常有人發問：「有沒有用過的說一下，是不是智商稅？」而在相關測評視頻下，不少網友表示：「差點就買了，感謝避雷。」 誠信經營是企業最好的口碑，任何一種生意，都不應該是「一錘子買賣」。重視消費者的真實好評，爭取更多「回頭客」，保持企業與消費者之間的良性持久互動，是企業長遠發展的基石、持續經營的訣竅。我們期待，在特別的時間節點，企業能夠推出應景的產品，真正滿足大眾需求，實現企業和消費者的「雙向奔赴」。
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