民盟盟員牽頭肉鴿育種創新 為上海新添畜禽種業「國字號」名片
2026-02-26 08:20 8,932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)
接觸患者物品就會感染、康復了也會疼一輩子……這些有關基孔肯雅熱的傳言可信嗎 近期，我國個別城市發生基孔肯雅熱輸入疫情並引發本地傳播，社會高度關注。與病毒一同傳播的，還有各種網絡傳言：接觸患者物品就會「中招」、O型血人最易感染、吃大蒜等民間土方可有效預防、康復了也會疼一輩子……這些流言誤導公眾，引發不必要的恐慌。為幫助大家正確認識基孔肯雅熱，科技日報記者日前採訪了相關專家。 日常接觸患者物品無風險 「基孔肯雅病毒主要通過伊蚊叮咬傳播。」國家健康科普專家庫專家、天津市南開醫院感染性疾病科主任徐桐柏說。 他介紹，人感染基孔肯雅病毒後，短時間內便會形成病毒血症，病毒血症狀態可持續12天。伊蚊叮咬處於病毒血症期的患者後，基孔肯雅病毒會在蚊體內繁殖2天至10天，此蚊再叮咬健康的人就可能傳播病毒。患者發病一周內血液中病毒載量最高，需特別注意防蚊。 不過，基孔肯雅病毒在人體外存活能力有限，更無法通過完整皮膚屏障進入人體。徐桐柏說，在握手、擁抱、共用物品等日常人際接觸中，該病毒難以保持活性，也無法通過飛沫傳播。 「因此，在日常生活中，公眾完全不必擔心因接觸基孔肯雅熱患者的生活用品而被傳染。」徐桐柏建議，與其過度擔心人際傳播，不如把防護重點放在防蚊滅蚊上，這才是預防基孔肯雅熱的有效方法。 血型非決定感染的關鍵因素 「雖然有極個別小規模調查顯示，O型血人群可能相對更易感染，但該結論尚未得到充分驗證，仍需更大樣本量的研究進一步確認。」徐桐柏說。 研究顯示，蚊子主要依靠人體釋放的二氧化碳濃度確定叮咬目標，而非血型。 新陳代謝旺盛的人群，包括兒童、運動中的青壯年等因二氧化碳排放量高，成為蚊子首要攻擊目標。老年人新陳代謝較慢，被叮咬概率相對低。孕婦的二氧化碳排放量一般比普通人高，這是「準媽媽」更易被叮咬的原因。 徐桐柏說：「決定基孔肯雅病毒感染風險的關鍵因素主要有3個：所處環境的蚊子密度、個人生活習慣和新陳代謝速率。血型並非決定因素。」 民間土方難以有效預防 對於「吃大蒜驅蚊」這一民間土方，徐桐柏認為，進入人體消化道的大蒜會被迅速分解，生成多種硫化物。這些硫化物中的一部分被排出體外，形成人們熟知的「大蒜味」。不過，這些代謝產物的濃度極低，並沒有驅蚊作用，難以有效預防感染。 「此外，百姓常用的塗抹風油精和花露水等方法有一定驅蚊效果，但持續時間較短，且驅蚊範圍有限。在伊蚊密度較高的環境中，它們難以形成有效防護屏障。」徐桐柏進一步說，部分花露水、風油精產品中驅蚊成分濃度較低，無法長時間抵禦伊蚊。 徐桐柏建議，如果想有效預防基孔肯雅熱，應選用正規、經過認證的驅蚊產品，如含有避蚊胺等有效成分的驅蚊劑。外出時，穿長袖和長褲，在衣服上塗抹氯菊酯。「同時，安裝紗窗、紗門，使用蚊帳，清理室內外積水，這也是重要的預防措施。」他補充道。 康復後疼痛症狀會改善 針對「康復了也會疼一輩子」的傳言，徐桐柏說，基孔肯雅熱通常具有自限性，大多數患者症狀較輕且可自愈，會在1周到2周內康復。 從疾病康復機理來看，人感染基孔肯雅病毒後，免疫系統會啟動免疫反應以清除病毒。在多數情況下，人體免疫系統能夠有效清除病毒，使身體恢復正常。 徐桐柏解釋，部分患者康復後遺留關節疼痛等症狀，可能與其自身免疫系統在清除病毒過程中對關節等組織造成一定損傷且這種損傷恢復相對緩慢有關。 「不過，隨著時間推移和身體機能恢復，這些症狀會逐漸改善。」徐桐柏說，在康復過程中，患者應積極配合治療，遵醫囑進行康復訓練、注意休息和營養補充。這些措施有助於患者身體恢復，減輕不適症狀，降低長期疼痛的可能性。 本報記者 陳 曦 來源：科技日報
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