40餘所高校專家學者齊聚重慶 探討新一代信息技術的發展趨勢與挑戰
2025-12-17 18:17 7,852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)
進入「七下八上」主汛期以來，我國北方尤其是華北及東北地區降水天氣明顯增多。 頻繁降水、空氣潮溼，給各類野生菌提供了生長條件，一些有毒蘑菇便混跡其中，若誤採誤食，極易中毒甚至危及生命。 8月4日，北京市市場監督管理局發文提示野生菌類加工和食用風險。 以下是華北地區部分 常見的毒蘑菇 快收藏「避雷」 ↓↓↓ 蘑菇中毒的危害 毒蘑菇的毒素成分各異，中毒症狀也不盡相同。 常見中毒類型可分為胃腸炎型、急性肝損害型、急性腎衰竭型、神經精神型、溶血型、橫紋肌溶解型、光敏皮炎型7種。 中毒事件中，胃腸炎型和神經精神型最為常見，而急性肝損害型和橫紋肌溶解型是主要致死類型。 前不久，雲南一名男子 吃野生菌後中毒致幻 躺在病床上隔空抓物 稱自己看到了 鳳凰、八爪魚、蜘蛛 …… 一旦中毒，輕者會出現噁心、嘔吐、腹痛、腹瀉等胃腸道症狀及視力模糊、精神亢奮、錯亂、幻覺等精神症狀；嚴重者可出現溶血、肝臟和腎臟損害，甚至死亡。 科學避毒 牢記「三不原則」 在戶外，無毒蘑菇常與毒蘑菇混生，易沾染毒蘑菇的菌絲，所以哪怕食用的野生菌是無毒品種，仍然有中毒危險。所以想要避免野生菌中毒，就要做到「不採、不食、不信」。 不採：遠離公園草坪、山區林地的野生菌。 不食：拒絕食用任何來源不明的野生菌。 不信：不用民間「土方法」鑑別野生菌。 毒蘑菇五大「陷阱」 別中招！ 生蟲的蘑菇無毒？ 昆蟲對毒素耐受性遠高於人類，劇毒的鵝膏菌常被蟲蛀，但人類食用就會致命。 銀器驗毒法可靠？ 毒蘑菇中的毒素多為生物鹼，不能與銀髮生化學反應，所以用銀筷子、銀勺無法檢測毒素。 顏色樸素就安全？ 僅根據顏色與形狀不能判定野生菌是否有毒，比如顏色鮮豔的橙蓋鵝膏是美味的食用菌；而一身雪白、看似安全的致命鵝膏則有劇毒。 煮過的蘑菇沒毒？ 一些毒蘑菇的毒素(如鵝膏毒肽、鹿花菌素)耐高溫，100℃煮沸2小時仍可能殘留。 曬乾或泡酒能解毒？ 許多毒蘑菇的毒素在乾燥、酒精環境中性質穩定。常規的曬乾處理或泡酒無法破壞其毒性，誤食仍存在致命危險。 懷疑自己蘑菇中毒了 怎麼辦？ 儘快就醫 野生菌中毒的潛伏期較短，一旦食用後出現不適，無論症狀輕重，都應儘快就醫。 注意，一起食用過野生菌的人，無論是否出現中毒症狀，都應就醫，避免錯過最佳治療時機。 及時催吐 可立即大量飲用溫開水或稀鹽水並催吐，以減少毒素吸收。若中毒者出現昏迷，不宜進行人為催吐，以免引起窒息。 保留樣本 就醫時，應及時告知醫生野生菌食用史。最好攜帶未食用的野生菌或照片，以便醫生確定種類，判斷預後。 警惕「假愈期」 急性肝損害型蘑菇中毒在臨床上存在「假愈期」，即患者在嘔吐、腹瀉等急性胃腸炎期過後，雖自我感覺已「康復」，但此時體內已出現嚴重肝腎功能異常，若救治不及時可能導致多器官功能衰竭。 因此，對於超過6小時以上潛伏期的中毒患者要及時轉診到有診療能力的綜合醫院進行治療。 高溫潮溼的6-9月是野蘑菌的生長旺季 國家應急廣播提醒 野生菌毒性 難以靠肉眼分辨 不採不食最安全 大家需提高警惕 消除僥倖心理 一旦誤食 應第一時間到醫院就診 對症治療 ▌來源：國家應急廣播綜合北京市市場監督管理局、北京疾控 (國家應急廣播微信公眾號)
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