【小新的Vlog】小新帶你品味「舌尖上的絲路」
2025-10-28 08:13 1,243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)
西寧8月12日電 題：上海「好曼巴」援青記：雪山大地映醫者仁心 作者 潘雨潔 醫院門急診服務區域面積擴大為原先的11倍，開放床位數量是原先的3倍； 新建或升級臨床醫技學科和部門16個； 急診和住院服務量同比增加41.3%，手術量同比增加42.9%； 一組組對比數據直觀反映出2022年8月至今，青海省果洛藏族自治州瑪沁縣人民醫院的發展變化，其背後是三年來「援青院長」上海醫學專家朱鑫璞帶領團隊不舍晝夜地奮鬥和付出。 瑪沁，藏語意為「黃河源頭最高大的山」，因境內的阿尼瑪卿山得名，是黃河上遊重要的生態屏障，平均海拔4100米，高寒缺氧、氣候惡劣。2022年8月，作為第五批上海援青幹部人才，朱鑫璞來到瑪沁縣，擔任瑪沁縣人民醫院黨支部副書記、院長。 初到醫院時，設施條件和醫療技術的缺失都深深震撼到了朱鑫璞。從此，「要啥啥都有」的上海專家轉變為「給啥啥都要」的縣醫院院長。他充分發揮自身經驗，帶領團隊圍繞醫院運營、醫療服務、學科發展、人才培養、公共衛生等工作，實現快速高質量提升。 資料圖為朱鑫璞(中)在瑪沁縣人民醫院為患者診療。受訪者供圖 三年來，在朱鑫璞和團隊的努力下，瑪沁縣人民醫院累計爭取上海援青各類資金3150萬元(人民幣)，不僅大大改善整體診療環境，還建成果洛州潔淨程度標準最高、最現代化的手術室，實現腦外科、骨關節科和眼科手術的「零感染」；創建卒中、胸痛、創傷三大中心，填補百餘項縣域醫療技術空白。 目前，醫院不僅能夠獨立開展胃腸神經外科、胃腸外科腹腔鏡手術、微創骨科等高難度手術，還能開展支氣管鏡手術、胃腸鏡手術、關節鏡手術等微創手術。 「在降低院感風險、降低運營成本的同時，也要讓患者快捷就醫、喝上即飲純淨水，住院能洗熱水澡、保持被褥潔淨，通過完善這些細節，傳遞『有溫度的醫療』。」朱鑫璞說。 運用「師帶徒」人才培養機制，平日裡，朱鑫璞在醫院內開展日常診療、帶教查房、病例討論、集中培訓，打造「帶不走的醫療隊」。三年來，醫院培養出多個學科的專業緊缺人才，同時實現醫院員工與中高級專業技術職稱人數的翻倍。 「病區內不要跑、不要慌，醫護人員要分批次按時吃飯……」每次急診室內「警報」解除後，朱鑫璞都要叮囑醫護人員，一同復盤總結，不斷積累實踐經驗。 「化千裡為咫尺」的遠程醫學中心，讓院內年輕的醫護團隊有機會與上海專家「面對面」交流，加速形成臨床思維、提升救治水平。「我們還購置『移動醫療一體車』用於遠程影像會診，有效解決本地患者『看病遠、看病難』問題。」朱鑫璞介紹。 同時，作為一名神經內科主任醫師，朱鑫璞還主持編寫了3.1萬字的專業學術文章及相關科普書籍，致力於解決高原人群常見的睡眠障礙、軀體化障礙、高原反應防治、心腦血管危險因素科學幹預、腦卒中預防救治問題等。 資料圖為朱鑫璞在瑪沁縣為農牧民義診。受訪者供圖 三年來，朱鑫璞成了牧民口中的上海「好曼巴」(藏語意為「醫生」)，而作為獨子，毅然告別80多歲的父母、年僅6歲的女兒，隻身堅守雪山大地，他的內心充滿對家人的掛念和愧疚。 「當時決心要來，是覺得這裡的牧民更需要我。」朱鑫璞說。如今，結束了三年的援青之旅，腦海中依然有許多展望，從醫院大樓落成、科室增加，到深度開展遠程醫療和疑難危重病例轉診、「訂單式」關鍵醫療技術進修培訓，「雖然跑完了『第一棒』，後面還有『大篇文章』要做。」他笑著說。(完)
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