中國科學院西雙版納熱帶植物園探尋雨林奇妙夜
2026-01-27 20:19 9,361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)
廣州8月12日電 題：歸國華僑五十歲跨界創業 織就香雲紗國際時尚夢 記者 孫秋霞 在廣州市荔灣區，擁有三百多年歷史的錦綸會館靜靜矗立。這座始建於清代的廣東絲織業行業會館，如今成為香雲紗文化傳承基地。步入廳堂，只見一個電子屏幕播放著香雲紗走秀大片，後廳則是香雲紗流動藝術展，陳設著當下最新的款式。 「2020年我從美國洛杉磯回到廣州，開始全身心投入香雲紗事業。我們依託錦綸會館，通過舉辦非遺展覽、大型時裝秀及文化沙龍等，讓更多人了解香雲紗。」「香雲故裡」品牌主理人、歸國華僑王雪近日接受記者採訪時說。 7月16日，歸國華僑王雪在廣州市錦綸會館展示香雲紗上的潮繡圖案。 記者 陳楚紅 攝 香雲紗是由中國獨有的純天然手工染整技藝織造的絲綢面料，迄今已有約400年歷史。經過「三蒸九煮十八曬」後，香雲紗輕薄不易起皺，柔軟而富有身骨，被譽為紡織面料中的「軟黃金」。2008年，香雲紗染整技藝被列入第二批國家級非物質文化遺產名錄。 王雪與香雲紗的緣分，要從她第一次到佛山香雲紗曬場參觀時說起。此前，她曾在美國創建了一個晚禮服品牌，卻找不到符合東方人審美的面料。後來，她的母校華南農業大學向其推薦了香雲紗。 「2019年，當我走進佛山香雲紗曬場的瞬間就被震撼到了。穿過一片甘蔗林後，我看到綠色草地上鋪滿了紅紗，如同紅雲一般。收紗工人一邊唱歌一邊收紗，這種自然美永遠刻在了我心裡。」王雪回憶道。 從那以後，王雪對香雲紗的熱愛一發而不可收。雖然僑居美國多年，但她還是毅然決定到廣州創業。「五十歲跨界做服裝，圓了我兒時的夢想。」 回國後，王雪開始全面接手經營「香雲故裡」品牌，並在傳承中大膽創新。她告訴記者，由於香雲紗顏色較為暗沉，設計偏中式，以前市場認可度並不高。她和團隊首先在面料顏色上下功夫，通過多次染色，讓香雲紗呈現出絳紅、棕黃、深藍等多個色系。在款式設計上，他們不僅將中國傳統文化融入其中，而且也增加了許多西方設計元素。 2019年4月，王雪在洛杉磯舉辦了第一場香雲紗發布會。「香雲紗承載了濃濃的鄉愁與大自然的美麗，打動了許多外國友人和海外華僑華人。」王雪說。 王雪連續六年策劃、主辦了洛杉磯「多彩非遺」秀，展示香雲紗之美。她向記者介紹，團隊的設計靈感深深紮根於中華文化。比如「錦上添花」系列作品用潮繡勾勒出灰塑紋樣、鳳尾曲線和麒麟圖騰，沉穩的灰色基調與小香風剪裁完美融合，詮釋出東方美學的高級感。 「中華文化浩如煙海，我們的設計靈感取之不盡，每件衣服背後都有一段故事。我希望通過香雲紗，讓世界了解中國文化。」王雪說。 近年來，伴隨著新中式服飾的興起，中式面料市場持續火熱，香雲紗展現出巨大的市場潛力。「經過這些年的沉澱，接下來公司的發展會迎來一個爆發期。」王雪認為，中國服裝產業正迎來品牌崛起的黃金時代，她將進一步加大在廣州的產業投資，在美國打響「香雲故裡」品牌知名度。(完)
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