國際漫畫創作與傳播研討會在京舉行
2025-12-31 21:58 4,698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)
「直播間所見即所得！粉不粉？來，你們看看！」 新疆阿克蘇市電商產業園的一個直播間裡，主播雨桐正和搭檔們一起賣南瓜，她穿著維吾爾族服飾，一邊用勺子刮著粉糯的南瓜一邊激情澎湃地介紹。 因為長期情緒飽滿地直播，雨桐的嗓子總是微啞，但這並不影響她的熱情。入行六七年，來自杭州的雨桐有著豐富的直播帶貨經驗，一度取得直播平臺生鮮榜前十的佳績。 2024年下半年，經由援疆的朋友介紹，雨桐帶著七八個人的團隊來到阿克蘇開啟事業新階段。 「當時是看中了新疆生鮮的品質，再加上國家政策和直播平臺現在都很支持新疆的發展，所以就抱著試試的心態過來。」雨桐說。 這一試，讓團隊三個月創造了100多萬的利潤，也不斷吸引著新疆本地的年輕人加入。 但這份成功，並不簡單。除了團隊的辛勤付出，很大程度上得益於杭州全額援建的阿克蘇市電商產業園，一個要素齊全、服務完備、產業融合、業態豐富的電商產業綜合體。 阿克蘇電商產業園和電商創業孵化基地提供「免租金+代運營」服務，配套直播基地、冷鏈倉儲、生產車間等設施。 截至目前，入駐企業82家，入駐率達95%，帶動就業3萬餘人，逐步實現產業集群發展。 阿克蘇電商產業園內的工作人員。吳蓓蓓 攝 此外，杭州通過助力打造「阿克蘇禮物」市域公共品牌，提升產品附加價值，構建「龍頭銷售企業+合作社+農戶」銷售模式，吸引浙江省龍頭企業來阿投資興業等多種手段為阿克蘇電商業「供血」。 「輸血」之外還需「造血」。 杭州先後引入阿里鄉村電商學院、遙望商學苑落戶阿克蘇，線下線上梯次開展「天山計劃」「蒲公英計劃」「追夢計劃」「領航員計劃」系列電商人才培訓，學員共超千人，湧現20餘位年銷量過千萬的電商人。 阿克蘇電商產業園內「優秀電商人」的展板。吳蓓蓓 攝 這個過程中孵化了很多優秀的本土主播，阿克蘇李小疆農業科技有限公司負責人李博是其中一位。 機械製造專業畢業的他，2019年回到家鄉，參加了「蒲公英計劃」電商培訓。在杭州為期一個月的學習，為他打開了一扇全新的大門。 李博決定發揮家鄉豐富的特色農產品資源優勢，線上售賣紙皮核桃、冰糖心蘋果等各類乾鮮果。 從一個人、一張桌子、一臺電腦，到如今二三十人的團隊，銷售額從2019年的幾十萬到2024年突破1400萬。李博說，電商對他而言已經「從營生變成了事業」。 自2014年杭州實施「電商援疆」工程以來，阿克蘇市電商產業網絡零售額從2014年的4億元增加到2024年的40.04億元。阿克蘇市也因此獲評首批全國農村電商「領跑縣」。 記者/編輯：吳蓓蓓 審校：魏園 責編：宋方燦 (微信公眾號)
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