從武漢到彼爾姆：87年，一封家書，三代人的心願
2025-11-01 17:00 9,417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)
澳門8月5日電 澳門特區行政長官岑浩輝5日在澳門特區政府總部與香港特區行政長官李家超會面，雙方就進一步強化包括旅遊協同發展在內的多領域港澳合作、助力粵港澳大灣區高質量發展等議題深入交流。 8月5日，澳門特區行政長官岑浩輝(右)在澳門特區政府總部與香港特區行政長官李家超(左)會面。(澳門特區政府新聞局供圖) 岑浩輝表示，港澳都是大灣區中心城市和區域發展核心引擎，兩地不斷提升合作水平，特別是協力促進產業和科創等領域的高質量發展，將為大灣區各成員互利共贏提供更大助力。 李家超指出，香港和澳門皆為國家的特別行政區，同享「一國兩制」的獨特優勢，港澳地緣相近，人文交流頻繁，經貿往來密切，在經濟、跨境基建、旅遊和文化等領域一直合作無間。 雙方當日還就橫琴粵澳深度合作區第二階段建設新機遇展開交流。 岑浩輝表示，橫琴是澳門參與大灣區融合發展及推進澳門經濟適度多元的重要平臺，特區政府正緊扣「澳門+橫琴」定位，並設立「促進橫琴粵澳深度合作區建設領導小組」，從政策、法律、人員及資源投放等層面加大對合作區的支持力度。「在奮力開創合作區建設新局面的進程中，歡迎有更多香港企業參與其中，共同抓緊合作區第二階段建設的新機遇，共享高質量發展帶來的紅利。」 李家超表示，建設橫琴粵澳深度合作區是豐富「一國兩制」實踐的重大部署，有利於澳門長期繁榮穩定和融入國家發展大局。 此外，第十五屆全國運動會(「十五運會」)及全國第十二屆殘疾人運動會暨第九屆特殊奧林匹克運動會倒計時100天已啟動。岑浩輝表示，粵港澳定會繼續攜手同行，推進各項籌備工作，務求為全國人民呈現一場精彩的體育盛會。「港澳可借十五運會契機，共同舉辦更多體育盛事，推動大灣區體育事業聯動發展，帶動更多不同類型的旅客到訪港澳以至整個大灣區。」(完)
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