湖北宜昌：國產最大直徑敞開式硬巖掘進機始發
2026-01-05 14:48 5,485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)
西藏自治區成立60年來，人民生活極大改善，從「缺醫少藥」到「病有所醫」，從「有學上」到「上好學」，社會事業不斷取得新的進展，各族群眾的獲得感成色更足、幸福感更可持續。不久前，在西藏自治區人民醫院，8歲的扎西姆和10歲的吉措姆成功接受了先心病手術。吉措姆的哥哥 貢覺平措：這次手術很成功，我內心也很開心激動，感謝醫生。西藏先心病患病率遠高於平原地區，過去患者需要遠赴內地治療。如今，在 「組團式」 援藏幫扶下，當地已構建起 「篩查 - 診斷 - 治療 - 隨訪」 全鏈條服務。援藏不僅帶來技術與設備，更培養出帶不走的高原醫療隊。這次為小姐妹做手術的團隊成員之一就是藏族醫生單增卓嘎。西藏自治區人民醫院心血管內科 主治醫師 單增卓嘎：剛開始學的時候會特別緊張，老師們也是非常耐心，手把手的教學模式，後期也是有標準化的操作流程以及考核，讓我們團隊快速成長。黨的十八大以來，國家持續加大投入，建立並完善覆蓋西藏城鄉的公共醫療衛生服務體系，推行緊密型縣域醫共體建設，縱橫織密西藏健康保障網。今日之西藏，400多種大病不出自治區、2400多種中病不出地市、常見的小病不出鄉鎮（街道）就能得到有效救治。先心病、大骨節病、包蟲病、碘缺乏病等曾經嚴重危害西藏人民健康的疾病都得到了歷史性消除和防治。今日之西藏，農牧民健康體檢全覆蓋，遠程醫療服務鄉鎮以上公立醫院全覆蓋。教育是民生之基。在西藏，學校是一道最亮麗的風景。地處藏北腹地的那曲市聶榮縣，平均海拔4700米，如今擁有13所義務教育學校、3所幼兒園，科技館等設施一應俱全。那曲市聶榮縣第二小學三年級老師 聶姆措：變化特別大，以前鄉鎮裡面都是帳篷學校，黑板就是這麼小的一個木板，冬天帳篷裡面的話，手腳都是凍著的。現在這個教學全部是電子形式，條件特別好。西藏自治區成立60年來，教育經費投入從1965年的348.5萬元增長至2024年的400億元左右。從2012年開始，西藏在全國率先建立從學前到高中的15年公費教育體系。如今的西藏，已建成涵蓋學前教育、基礎教育、職業教育、高等教育等完整的現代教育體系。從文盲率高達95%以上，到如今的新增勞動力平均受教育年限達13.1年，西藏教育實現了「歷史性跨越」。（總臺央視記者 白央 梁錚錚 潘虹旭 牟媞媞 陳嘉昆）
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