一盞燈 兩代傳承
2025-10-27 00:36 7,983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)
上海8月13日電 (記者 陳靜)特應性皮炎(AD)是一種什麼病？為什麼有的人在公共場所也無法控制撓癢？中重度特應性皮炎患者有多痛苦？特應性皮炎需要像慢性病一樣長期控制嗎？ 13日，在「難言之癢——特應性皮炎是一種什麼病？」科普活動中，皮膚科專家為民眾作詳細解答。上海中醫藥大學附屬嶽陽醫院皮膚科主任李欣在接受記者採訪時強調，特應性皮炎應堅持長期治療，基礎治療貫穿始終，中重度特應性皮炎患者儘早啟動系統治療。 「特應性皮炎患者常合併過敏性鼻炎、哮喘等其他特應性疾病；患者往往有劇烈瘙癢，嚴重影響生活質量；約91%患者每天都有瘙癢症狀，瘙癢持續時間平均為10.7年。」復旦大學附屬華山醫院皮膚科副主任醫師顧超穎介紹，作為一種慢性、復發性、炎症性疾病，特應性皮炎帶來的瘙癢是皮膚屏障、免疫系統和神經系統相互作用的結果。本質上，特應性皮炎是免疫穩態失衡後的一種反應。對於不少患者關心的特應性皮炎與溼疹的關係，李欣介紹，特應性皮炎是一種特殊溼疹。 現場，一位深受特應性皮炎困擾的患者文浩(化名)說，皮膚瘙癢發作的時候無法控制抓撓，晚上失眠，在工作單位和公共場所會感到自卑，嚴重影響了他的生活。李欣表示，許多AD患者困擾於病情的反反覆覆，甚至覺得這種病像「牛皮糖」一樣甩不掉，約3/4特應性皮炎患者會被其影響睡眠，甚至失眠。這位專家坦言：「如果兒童患者長期患病，生長發育受阻，會比同齡人瘦小。隨著患者長大，可能會變得肥胖，還容易合併出現高血壓等其他疾病。」特應性皮炎患者不僅有瘙癢、皮損等臨床表現，還有隱匿的炎症，比如：患者會出現精神壓力、情緒波動、焦慮等。 特應性皮炎需要長期維持緩解治療。在臨床上，不少患者忽視特應性皮炎作為慢性、復發性疾病的本質，症狀稍有好轉就自行停藥，導致疾病反覆發作。對此，專家強調，特應性皮炎患者應規範用藥。隨著分子機理逐漸明晰，瞄準病因靶點的創新藥物問世，目前已經可以實現特應性皮炎的對因治療，比如，JAK1抑制劑的問世，開啟小分子靶向治療階段。李欣指出，對於中重度特應性皮炎患者而言，長期規範地進行對因治療對減少復發風險、提升生活質量至關重要。 在採訪中，記者了解到，近年來，中醫結合創新藥物的方案，給很多中重度特應性皮炎患者帶來了新的希望。對此，李欣表示，中醫藥可全程參與特應性皮炎的治療，核心是「辨症與辨病相結合」「內服與外治相結合」。(完)
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