從「中國坯」到「中國鑽」 河南發力打造培育鑽石全產業鏈
2025-12-31 17:50 8,359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)
廣州8月12日電 (記者 張璐)記者12日從十五運會和殘特奧會廣州賽區獲悉，第十五屆全國運動會(以下簡稱「十五運會」)群眾比賽桌球項目決賽(以下簡稱「賽事」)8月11日在廣州決出男子團體與女子團體冠軍。在女子團體決賽中，北京隊以3：1力克重慶隊，首次登上最高領獎臺，這是本屆賽事的首枚金牌。在男子團體決賽中，河南隊以3：2險勝上海隊，同樣首次奪得該賽事金牌。 8月11日，第十五屆全國運動會群眾比賽桌球項目決賽現場。 (第十五屆全國運動會群眾賽事活動桌球競賽委員會供圖) 北京隊和重慶隊在女子團體小組賽中都獲得小組頭名，兩隊過關斬將在決賽中相遇。最終，北京隊在先失一盤的情況下連下三城，以3：1逆轉奪冠。 為北京隊扳平大比分的楊立健說：「我是第一次參加全運會的比賽，第一次站在這麼大的舞臺，然後取得這麼令人驕傲的成績，心情無比激動。金牌沉甸甸的，戴著特別開心，它設計很特別，外觀很漂亮，給人耳目一新的感覺。」 11日晚，男子團體決賽舉行。在前兩盤的爭奪中，上海隊與河南隊以2：0各得1分。隨後，比賽進入戲劇性的膠著狀態，連續三盤的比分都是以2：1實現逆轉。 在第三盤雙打比賽中，河南隊的潘京生/溫宇凱被上海隊的湯兵/柳延恆逆轉，河南隊以1：2落後上海隊。第四盤，河南隊選手範良軍以2：1逆轉上海隊選手嚴國忠，為河南隊扳平大比分。 在決勝盤的爭奪中，河南隊62歲的劉巖與上海隊61歲的左華榮各勝一局，決勝局12：12之後，劉巖連得兩分，鎖定勝局。最終，河南隊實現大逆轉，獲得金牌。 「我在參賽之前就知道團體賽決賽日是我60歲生日。河南隊打進決賽之後，我就想，不管怎麼說，在我生日這一天，我們一定要站上最高領獎臺。」一手拿著金牌，一手捧著吉祥物，範良軍表示，「最好的生日禮物就是獲得了金牌，為河南人民爭了光，為河南乒協爭了氣。」 至此，十五運會群眾比賽桌球項目團體比賽全部結束。男子團體前三名依次是河南隊、上海隊、廣東隊；女子團體前三名依次是北京隊、重慶隊、四川隊。(完)
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