第六次中新氣候變化部長級對話在北京舉行
2025-10-22 13:55 1,731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)
8月8日電 題：古街拆還是留？習近平用一首詩回答 烏篷船搖過小橋，隨悠悠流水穿過老街，苦楝樹和凌霄花掩映下的老屋，斑駁的石牆印刻著歲月……紹興，因其濃厚的人文氣息和古樸的水鄉風貌，愈發成為年輕人喜愛的「網紅」旅遊地。 然而，20多年前，以倉橋直街為代表的紹興古城古街區，卻經歷過一次考驗。 彼時，浙江的城市化改造和城鎮化發展正如火如荼，地處紹興中心區域的古街民居，是拆還是留，一時間爭論不休。 2003年1月，時任浙江省委書記習近平來到紹興。了解到當地關於老街規劃的困惑後，他肯定地表示：「一定要原汁原味地保護！」 「少小離家老大回，鄉音無改鬢毛衰……」習近平同志吟誦起賀知章的《回鄉偶書》，就是對這個問題最好的回答。 他說：「你們這樣做了，我們今天才能聽得到鄉音，記得住鄉愁，聯想起賀知章寫下的詩句。」 歲月深處的老街與鄉音，讓人們留住了記憶，記住了鄉愁，也延續著城市的歷史文化。 習近平同志囑咐當地幹部，保護工作要注重歷史的真實性、風貌的完整性和生活的延續性。 後來，倉橋直街被聯合國教科文組織譽為「中國遺產活生生的展示地」，居民與古街老屋有機組成的生活圖景，讓這裡煥發新的生機與活力。 文化是城市的「根」和「魂」。從履職基層到擔任黨和國家領導人，習近平總書記對保護好傳統街區，保護好古建築，保護好文物的重視一以貫之。 在正定，他為年久失修的國家級文物爭取古建築修繕專款，當地利用這筆錢對隆興寺進行了搶救性修繕，千年古剎得以重放光彩。 在廈門，他果斷為鼓浪嶼地標性建築八卦樓撥款30萬元，扭轉了這座損害嚴重的歷史建築危在旦夕的命運。 在福州，得知位於三坊七巷的林覺民故居面臨拆除，他當即召開現場辦公會，叫停地產開發，並推動制定福州歷史文化名城保護管理條例和保護規劃。 …… 黨的十八大以來，從廣東潮州古城到蘇州平江歷史文化街區，從江西景德鎮到天津古文化街，對於古城老街保護，習近平總書記念茲在茲。 「像對待『老人』一樣尊重和善待城市中的老建築，保留城市歷史文化記憶」「對待古建築、老宅子、老街區要有珍愛之心、尊崇之心」……總書記的殷殷囑託，言猶在耳。 這些年來，我國城市文化遺產走向整體性、系統性保護，各地歷史文化街區越來越多地採用微改造的方法，下「繡花」功夫。目前，全國共劃定歷史文化街區近1300片，認定歷史建築6.8萬處。 如今，一條條老街，一座座古城，給人們帶來日用而不覺的精神滋養和審美意趣，在歷史與未來的時空交錯、傳統與現代的有機融合中，歷史文脈綿延不絕，文化自信悄然增強。 ｜出品人：陳陸軍 ｜總策劃：俞嵐 ｜策劃：吳慶才 ｜統籌：馬學玲 闞楓 ｜執筆：高萌 ｜校對：袁秀月 ｜視覺：司方 ｜中國新聞網「習言道」工作室出品
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