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2025-11-10 16:34 1,645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)
陶鳳 近期，深圳華強北等地出現一群未成年人以「跑樓小孩」身份，從外賣員手中承接「最後垂直百米」的送餐任務，每單收費1—2元。 這些小孩多為暑期放假的學生，年齡在10—14歲之間。因為寫字樓複雜的地形導致外賣員超時風險高，而孩子因熟悉樓宇、收費低成為外賣員的「平替」。 乍一看，這似乎是個讓各方「小贏」的方案。孩子的家長多在附近做生意，在家長眼中，孩子代送外賣既能鍛鍊身體打發時間，又能通過勞動獲得報酬體會賺錢的不易。 孩子用這樣的暑期實踐取得報酬，攢下零用錢，去滿足自身的小願望。配送小哥則節省了時間，與孩子合作完成「最後一百米」，提升了送餐效率。 然而，「小贏」背後的風險卻不容小覷。無論是「跑樓小孩」，還是近期被頻頻熱議的「體育外賣」新風口，因為涉及未成年人，安全問題首當其衝。 外賣工作，表面看著簡單，實際上要搶時間、拼體力。根據媒體報導，這些孩子們既要從外賣小哥手裡搶單，還要彼此之間競爭拿單，無形之中給孩子的身心帶來巨大的壓力。 「最後一百米」，雖然距離不遠，但孩子們不可避免地要在路邊停留，要在不同樓宇之間穿梭。送單與時間賽跑本身已具危險性，即便配送小哥會留存家長電話以備溝通，一旦摔倒撞傷甚至遭遇意外，安全責任由誰承擔依然模糊。 在法律層面，亦有涉嫌違法的問題。根據我國的未成年人保護法明確規定，不得組織未成年人進行可能危及人身安全的活動，而代送顯然涉及交通、陌生人接觸等安全隱患。 若站在消費者的角度考慮，一單外賣在最後百米倒手，如果出現錯送、晚送、餐品損壞等問題，又該如何追責？ 在外賣原本的服務鏈條上，並無「跑樓小孩」一環。消費者購買的外賣服務出現問題，可對平臺、商戶、騎手追責。如今，孩子的替代方案並無商業協議，更無明確的法律規範，無疑給消費者的權益保護留下真空。 從「體育外賣」興起，關於孩子的實踐被社會各方高度關注。其中，最大的爭議便是被低估的安全風險。 鍛鍊孩子社會適應能力、體察父母掙錢辛苦、勞動創造價值，這些初衷是好的，但鍛鍊的目的是讓孩子更好地成長，而不是冒險。 在權責邊界模糊、執法依據不足、監管盲區之下，「跑樓小孩」貌似「小贏」，實則風險重重。畢竟，涉及未成年人的一切實踐，合法、安全、規範永遠要跑在最前面。
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