告別十年磨一種，育種加速器效率直提60倍
2026-03-06 12:57 6,165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。 來自中國科學院遺傳與發育生物學研究所的消息說，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(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4日深夜在國際知名學術期刊《細胞》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。 論文通訊作者高彩霞介紹說，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，但Cre-Lox系統的應用受到3個關鍵問題的制約。 高彩霞指出，在本項研究中，研究團隊構建出系統性技術路徑，逐一突破3項限制，並通過技術的集成優化，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18.8kb超大片段DNA的定點整合、5kb序列的定向替換、12Mb的染色體倒位、4Mb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315kb精準倒位的抗除草劑水稻種質，展示出其廣泛應用前景。(完)
8月的浙江安吉餘村層巒疊嶂、流水潺潺，遊客紛至沓來，盡享生態之美。 20年前，餘村曾靠著開採山裡優質石灰巖成為「富裕村」，但伴隨而來的是溪流渾濁、煙塵瀰漫的巨大環境代價。 忍痛關掉礦山和水泥廠後，村集體經濟和村民收入短時間內出現下滑。未來出路在哪裡？ 2005年8月15日，時任浙江省委書記習近平同志來到這裡調研，在關鍵時刻指明方向：「你們關礦停廠，是高明之舉！」「過去我們講既要綠水青山，又要金山銀山，其實綠水青山就是金山銀山，本身，它有含金量。」 「綠水青山」代表生態財富、環境保護，「金山銀山」代表物質財富、經濟發展。 「就是」二字，振聾發聵，精闢道破二者的辯證關係。發展與保護，不再是非此即彼的「單選題」。通過轉變發展理念、優化發展路徑，綠水青山可以轉化為金山銀山，實現經濟社會發展與人口、資源、環境相協調。 黨的十八大以來，「兩山」理念日益深入人心，凝聚起保護生態環境、踐行綠色發展的強大共識與堅定行動自覺，並不斷發展深化。 「寧要綠水青山，不要金山銀山」——2013年9月，習近平總書記在哈薩克斯坦納扎爾巴耶夫大學回答學生關於環境保護的提問時，強調「絕不能以犧牲生態環境為代價換取經濟的一時發展」。 綠水青山可以帶來金山銀山，但金山銀山卻買不到綠水青山。魚和熊掌不可兼得時，必須有所為、有所不為。 辯證法背後，體現的是底線思維和長遠眼光：「一定要算大帳、算長遠帳、算整體帳、算綜合帳」「只有把綠色發展的底色鋪好，才會有今後發展的高歌猛進」。 2021年3月，全國兩會，習近平總書記參加內蒙古代表團審議。來自林區的周義哲代表向總書記匯報林區轉型發展的情況。林業工人從之前的「砍樹人」轉變為「看樹人」，2018年林區的森林與溼地生態系統服務功能總價值達6159.74億元。 習近平總書記說：「你提到的這個生態總價值，就是綠色GDP的概念，說明生態本身就是價值。」 綠色GDP旨在轉變經濟發展方式和優化經濟結構，改變傳統單純追求GDP的經濟發展模式。「速度再快一點，非不能也，而不為也」，要樹立「保護生態環境就是保護生產力、改善生態環境就是發展生產力」的正確發展觀。 2012年以來，中國以年均3.3%的能源消費增速支撐了年均超過6.1%的經濟增長，構建起全球最大、發展最快的可再生能源體系，促進經濟社會發展全面綠色轉型，走出了一條生態優先、節約集約、綠色低碳的高質量發展道路。 如何讓綠水青山源源不斷地轉化為金山銀山？「關鍵在人，關鍵在思路」。探索多樣化的生態產品價值實現路徑，方能不斷塑造經濟發展的綠色新動能、新優勢。 2024年3月，正在湖南常德考察的習近平總書記來到穿紫河畔，聽取當地水環境綜合治理等情況。通過實施河湖連通、系統治理，「沅有芷兮澧有蘭」的美景成為當地的最佳名片。 習近平總書記指出，「把自然風光和人文風情轉化為旅遊業的持久魅力」「完善生態產品價值實現機制，推進產業生態化和生態產業化」。 當前，我國在12個地區開展首批國家生態產品價值實現機制試點，全國已有20多個省份籤訂了跨省流域橫向生態保護補償協議，全國已建成572個生態文明建設示範區和240個「綠水青山就是金山銀山」實踐創新基地。各地各展其長，因地制宜探索的「護綠換金」「聚綠成金」「借綠生金」等方法路徑日益成熟，持續釋放生態紅利。 2020年，習近平總書記再次來到餘村。看到村莊煥發的生機，他欣慰地說：「餘村現在取得的成績證明，綠色發展的路子是正確的，路子選對了就要堅持走下去。」 人不負青山，青山定不負人。神州大地上，一幅生態美、產業興、百姓富的壯美畫卷正鋪展開來。 策劃：張曉松 主編：朱基釵 主筆：嚴賦憬 視覺：金小茜、賈伊寧 新華社國內部出品
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