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2026-02-22 23:59 9,549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)
湖州8月14日電(張煜歡)8月14日，在「綠水青山就是金山銀山」(下稱「兩山」)理念提出20年之際，浙江省婦聯、浙江省生態環境廳聯合在「兩山」理念發源地湖州安吉舉辦「綠水青山就是金山銀山」理念提出20年浙江省暨湖州市婦女兒童主題宣傳活動。 活動以「童享綠水青山 共建美好家園」為主題，通過青年女創客講美麗經濟、兒童觀察團講美麗環境，生動演繹百姓視角的「兩山」精彩故事，展現了浙江女性和兒童深入踐行「兩山」理念的創新成果。 活動現場。張煜歡 攝 活動現場還發布浙江全省「踐行『兩山』理念巾幗青年創客行」優秀實踐案例和「環境友好兒童友好」優秀實踐案例，展示了婦女與環境、兒童與生態文明的雙向奔赴、同心同向的美好場景。 現場，5位來自不同領域的優秀女性代表分享了她們在「兩山」理念感召下參與生態守護、生態轉化、生態富民、生態治理以及兒童友好的精彩故事：安吉白茶原小鎮創始人兼CEO李彥漪講述數字遊民用綠色生態價值重構鄉村運營邏輯，雲上平田鄉村旅遊有限公司總經理葉麗琴分享綠色情緒價值讓巾幗民宿成為令人嚮往的生活方式，「瓜牛雨林」綠植銷售品牌創始人廖萬甜介紹以綠色為底培育巾幗村播新業態，台州市生態環境局溫嶺分局城區生態環境保護行政執法隊隊長餘瑩瑩交流從綠色治理到綠色共富的木蘭執法力量，湖州市水漾窯裡鄉村發展有限公司總經理黃彬彬分享兒童友好鄉村的綠色成長密碼。 分享現場。張煜歡 攝 現場，多位專家與青年女創客代表互動點評，從不同角度探討了女性與生態文明的和諧共融。他們認為，「兩山」理念已深深植根於浙江大地，已成為每個婦女、兒童和家庭的共識和行動，站在新的起點，繼續將生態資源轉化為生活品質、將環境優勢轉化為經濟價值，為建設美麗中國貢獻更多巾幗智慧和力量。 活動現場成立了湖州兒童友好生態觀察團，並向浙江全省發出「環境友好兒童友好」的安吉宣言。(完)
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