第八個中國農民豐收節即將到來 中國將開展58項重點活動
2025-12-20 20:19 9,386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)
杭州8月12日電(郭天奇)12日，第二屆亞洲空手道青少年公開賽暨訓練營在浙江杭州臨平開幕。來自烏茲別克斯坦、馬來西亞、澳大利亞、紐西蘭、中國等14個國家和地區的55支代表隊齊聚臨平，將在為期5天的賽程中展開訓練營活動與激烈角逐。 圖為開幕式現場。(主辦方供圖) 賽事設置U10組(8-9歲)、U12組(10-11歲)、U14組(12-13歲)、少年組(14-15歲)、青年組(16-17歲)及少年&青年組6個年齡組別，涵蓋54個小項，將誕生54枚金牌。 此次訓練營的一大亮點，是由多位世界頂級高手組成的重量級講師團——包括來自中國的龔莉、日本的植草步與阿部倖地、約旦的穆罕默德·賈法裡、越南的阮黃銀，他們將為青少年運動員帶來兼具趣味性與專業性的指導，既有生動的體能訓練，也有精準的技術點撥，助力選手在正式比賽中綻放最佳競技狀態。 剛剛在成都世運會空手道女子組手-61公斤級決賽中奪冠的龔莉，馬不停蹄趕來杭州擔任講師，她坦言：「我會傾盡所能，把積累的經驗和技術分享給亞洲和大洋洲的孩子們。」 看著賽場上的少年們，龔莉仿佛看到了年少時的自己：「希望通過教學讓他們感受到這項運動的魅力，讓更多青少年了解並愛上空手道。」 值得一提的是，約旦講師穆罕默德·賈法裡同樣是世運會男子組手-84公斤級金牌得主，頂級導師團的加持，讓本次訓練營成為技術交流與文化傳承的絕佳平臺。 作為亞洲空手道聯合會人才培養計劃的重要組成部分，本次賽事由亞洲空手道聯合會主辦，中國空手道協會、臨平區人民政府承辦，核心宗旨便是促進亞洲青少年在空手道技術與文化上的深度交流，以武會友，共促這項運動的青少年發展。 此外在賽場外，文化交融的氛圍同樣濃厚。賽事期間不僅有空手道項目文化展示與區域特色文化展演，參賽者還能體驗陶瓷獎牌製作、空手道主題冰箱貼DIY、馬克杯彩繪等手作活動，在集市的逛吃中，讓賽場拼搏精神與陶瓷藝術之美相映成趣。(完)
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