2000年至2023年廣州常住人口總增量888.5萬人
2025-10-29 16:56 8,213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)
為持續推進「陽光政府、服務政府、開放政府」建設，強化公眾應急意識與消防安全素養，普陀區8月「政府開放月」活動多點發力，先後在萬裡消防站、普陀區公共安全教育館開展系列主題活動，為市民打造了一場場別開生面的安全探索之旅。作為「政府開放月」活動的首周亮點，萬裡消防站迎來了周邊社區的大小朋友們。在消防員的帶領下，大家首先走近消防車，詳細了解每輛消防車的功能用途，以及滅火防火服、空氣呼吸器、破拆工具等消防裝備的特性。當消防員示範並邀請參與者試穿滅火防護服時，厚重的服裝讓大家真切感受到消防員出警時肩頭的「重量」，深刻體會到這份職業的艱辛與擔當。通過近距離的互動，不僅拉近了公眾與消防工作的距離，更以寓教於樂的方式普及了消防安全知識，提升了自防自救能力。除了消防站的沉浸式體驗，普陀區公共安全教育館的主題活動同樣亮點紛呈。普陀區應急管理局聯合國防動員辦公室在區公共安全教育館接力開展主題活動，以「走進國防動員共築安全基石」為核心，打造集互動體驗、實操演練、知識普及於一體的「沉浸式安全探索之旅」。活動聚焦應急管理主責主業，設置多個特色體驗區。如在政策解讀區，工作人員圍繞《普陀區應急避難場所管理辦法（徵求意見稿）》，詳細講解避難場所的分類、功能及管理規範，並指導大家通過「隨申辦」平臺快速查找附近避難場所，解決「去哪避險、怎麼找、誰來管」的關鍵問題。防災減災實訓區通過煙熱逃生、隱患排查等模擬場景，讓參與者掌握火場避險、緊急疏散等實用技能，結合自然災害知識問答，強化對暴雨、颱風等本地高發災種的應對能力。消防體驗區藉助電器火災成因實驗臺、模擬滅火器操作等，搭配火災案例視頻與燃燒對比演示，讓「安全用電、科學用火」理念深入人心；針對電動自行車火災治理這一熱點，現場通過電池過熱起火實驗裝置，直觀展示短時間內的燃燒過程，結合典型案例強調「禁入樓入戶、禁室內充電」的重要性，從源頭警示風險。兩場活動雖聚焦不同場景，卻同樣以「看得見、聽得懂、學得會」為目標，通過沉浸式體驗和專業講解，讓參與者在互動中提升安全意識與應對能力。下一步，普陀區將以「政府開放月」為契機，持續依託「五進」（進企業、進農村、進社區、進學校、進家庭）宣傳，深化基層安全教育與實訓體驗，加強與社會各界的交流合作，不斷夯實城市安全發展基礎，為構建平安和諧社會環境添磚加瓦。
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