從田間到市場 「軒轅故裡」清水千年漢麻產業全鏈條煥新
2025-12-04 22:22 7,351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)
在「8·15」全國生態日即將到來之際，8月12日，渝北區人民法院在江北區五寶鎮新三村案發地公開審理一起非法獵捕野生動物案件。該鎮一農家樂老闆為了吸引顧客，在野外非法狩獵小靈貓、果子狸等國家保護的野生動物，被當眾判刑罰款。 這場「零距離」的巡迴庭審，由市公安局江北區分局食藥環偵支隊偵辦，江北區人民檢察院提起公訴，現場吸引了大批群眾、村幹部和相關部門代表現場旁聽。庭審用真實案例「以案釋法」，讓法治教育直擊人心，讓大家受到深深的震撼，增強了當地群眾的生態環境保護意識。 經查，2023年3月至2024年4月期間，犯罪嫌疑人莫某為給自家農家樂增加賣點，以可以向食客提供野生動物食材為噱頭，在明知江北區全區域全時段為禁獵區、禁獵期的情況下，從網上購買獵獸夾和獸夾報警器等禁捕獵具，並在江北區五寶鎮野外山林地帶進行非法狩獵野生動物，獵取屬於國家「三有」保護動物(有重要生態價值、科學研究價值、社會經濟價值)，其中國家一級保護動物小靈貓1隻，二級保護動物果子狸2隻，供客人食用牟利。 案發後，江北區公安分局食藥環偵支隊迅速展開偵查，依法取證固據，最終，將犯罪嫌疑人莫某依法移送檢察機關審查起訴。 庭審現場，檢察機關當庭出示了相關物證、書證及鑑定意見，被告人當庭認罪悔罪。 法院當庭對其進行了宣判，以非法狩獵罪判處莫某有期徒刑5個月，緩刑10個月，並處2.64萬元生態賠償金。 巡迴庭審結束後，江北區公安分局食藥環偵支隊民警向現場群眾發放了《中華人民共和國野生動物保護法》《中華人民共和國刑法》等宣傳資料，結合案件審判、以案釋法，向現場群眾闡述保護野生動物和森林防火的重要性，提醒群眾自覺遵守法律法規，不要抱有僥倖心理，更不要因一時利益觸碰法律紅線。 「真沒想到這麼多不認識的野生動物屬於國家保護動物，我們一定要好好學習，以免觸犯了法律自己還不知道。」翻看了宣傳資料後，村民們紛紛表示，要保護好野生動物，不能隨意捕殺，守護好身邊的綠水青山和生態安全。 警方提醒 非法狩獵不僅破壞了野生動物資源，也損害了社會公共利益，廣大群眾一旦發現非法誘捕、獵殺、收購、暗中出售或非法運輸野生動物的行為，應立即報警，警方將依法嚴厲查處。 上遊財經-重慶晨報記者 楊新宇
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