河套金秋的「增收密碼」：田成方、果滿枝
2025-12-03 01:26 6,825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)
西安8月11日電(記者 張一辰)2025年NBL(全國男子籃球聯賽)全明星賽10日晚在西安落幕。南區明星隊155:133擊敗北區明星隊。在單項賽中，陳澤昂、王思奇、加那爾別克·白謝巴依分別獲得技巧挑戰賽、三分球大賽、扣籃大賽的冠軍。 2025年NBL(全國男子籃球聯賽)全明星賽10日晚間在陝西省體育館落幕。圖為99號球員楊文學投籃。(賽事組委會供圖) 本次全明星周末不僅匯聚聯賽頂尖球星，更以籃球為紐帶，讓競技體育成為傳遞社會公益的橋梁。中國女籃名宿宋曉波以「傳承者」與「公益使者」的雙重身份全程參與活動。在全明星賽中，雙方球隊每投進一個三分球，都將為公益事業貢獻一份力量。 本屆全明星賽延續「南北對抗」傳統賽制。南區陣容由廣西威壯隊李明皓擔任隊長，北區則由湖北文旅隊隊長王曉明領銜，這位「北區票王」的出場引發球迷陣陣歡呼。 作為上賽季NBL總冠軍，香港金牛隊此番三員大將——董健、楊文學和唐才育入選南區明星隊，他們與廣西威壯隊的李明皓、哈姆雷特等球員組成的陣容攻防兼備。 北區明星隊方面，由湖北文旅隊王曉明、路萬通領銜，合肥狂風峻茂隊的劉子豪、陳澤昂等實力球員悉數在列。 比賽一開場，南區明星隊率先發起進攻，楊文學連取7分。而北區明星隊的外援阿諾斯克也開啟表演模式，連續突破內線上演灌籃好戲。上半場結束，南區明星隊79:63領先。 下半場比賽，南區明星隊依舊保持較高命中率，雙方分差一度達到19分。第四節，南區明星隊面對對手的反撲，外援哈姆雷特裡突外投予以回應。隨後，手感火熱的楊文學在進攻端爆發，全場取下40分。最終，南區明星隊155:133取勝，楊文學榮膺本場比賽MVP(最有價值球員)。 從一名草根球員到徵戰職業賽場，兩屆NBL常規賽MVP得主楊文學把成功的秘訣歸結於機遇與苦練。賽後，他表示：「拿到本場的MVP心情很激動，要感謝今天的隊友與對手。明天還有客場比賽要打，所以回去後只會簡單慶祝。」(完)
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