習近平夫婦會見柬埔寨國王和太后
2026-01-21 14:15 3,768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)
長沙晚報8月12日訊(全媒體記者 楊雲龍 通訊員 李怡慧 李瑤)記者12日從長沙市第四醫院獲悉，該院接連收治了兩名特殊的患者：68歲的邵大爺被銀環蛇咬傷後出現呼吸困難，51歲的劉大叔則因五步蛇咬傷導致右臂嚴重腫脹、凝血功能障礙。兩位患者命懸一線，一場與蛇毒賽跑的生死救援，在急診、ICU、藥劑等多學科團隊的協同作戰中緊張上演，最終用72小時的精準幹預，將兩位患者從死神手中奪回。 近日，邵大爺在田間勞作時，右手不慎被銀環蛇咬傷。起初，他僅感覺傷口局部輕微麻木，也沒重視。然而兩個小時後，他出現言語含糊、呼吸困難等症狀，被家人緊急送到當地醫院。當地醫院醫生判斷邵大爺是蛇咬傷，建議轉院。轉入長沙市第四醫院時，邵大爺已出現呼吸肌麻痺，血氧飽和度驟降至75%，病情極為危重。 同一天傍晚，劉大叔在田間除草時，右手被五步蛇咬傷，受傷部位迅速腫脹淤青，還伴有活動性出血，被家人緊急送醫。入院時，他已出現休克前期症狀，情況異常危急。 面對兩種截然不同的蛇毒攻擊，長沙市第四醫院濱水新城院區急診急救中心迅速啟動綠色通道。針對邵大爺的銀環蛇神經毒症狀，急診醫護團隊立即實施氣管插管、機械通氣支持，同時快速輸注銀環蛇抗蛇毒血清以清除游離毒素；針對劉大叔的情況，急診醫護團隊及時注射抗五步蛇毒血清，阻斷毒素隨患肢血流擴散，同時補充凝血因子糾正凝血功能障礙，通過測量患肢周徑、繪製腫脹變化曲線、觀察皮膚張力，配合冷敷與抬高患肢交替護理，有效控制腫脹進展。 轉入ICU後，因兩位患者基礎疾病多，多學科團隊聯手制定了個性化方案。經過72小時緊急救治，邵大爺成功脫離呼吸機，劉大叔患肢腫脹消退，凝血功能恢復正常，順利轉出ICU。 此次兩例劇毒蛇咬傷患者的成功救治，不僅檢驗了該院應對突發中毒事件的應急響應能力，更充分展現了急診重症團隊「精準診斷、快速處置、多科聯動」的現代化救治理念。 長沙市第四醫院急診急救中心首席專家黃豔提醒大家，眼下正是蛇類活動頻繁期，在野外活動時應提高警惕，穿長褲、高幫鞋，避免進入草叢茂密區域。若不慎被蛇咬傷，應牢記以下急救要點： 保持冷靜，避免劇烈奔跑，以防加速毒素擴散； 切勿用嘴吸吮毒液、盲目切割或結紮傷口，以免加重損傷； 儘量記住蛇的形態特徵，以便醫生針對性救治； 立即撥打120急救電話，儘快前往有抗蛇毒血清的醫院就診。
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