數說「新」變化丨發展勢頭強勁 上半年新疆金融運行成績亮眼
2025-11-08 18:05 9,658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)
杭州8月4日電 (記者 陳溯)8月盛夏的午後，微風拂過杭州郊區一處村莊的稻田，紅瓦白牆的農居別墅沿著河岸井然有序排列，綠意盎然的村道、院落描繪出一幅和美鄉村的畫卷。這裡是杭州市蕭山區瓜瀝鎮梅林村，也是「千萬工程」的源起地，20多年來，梅林村已成為我國鄉村振興的樣板，它蝶變的密碼藏在綠水青山間。 ——「兩山」理論牽引綠色「蝶變」 梅林村位於蕭山區東部，是一個典型的沙地平原村莊，由錢塘江改道後圍塗而成，佔地面積1.88平方公裡。20世紀60年代，梅林全是沙地、泥路、茅草屋，被當地人稱為「爛梅林」。20世紀90年代，梅林村存在不少不規範的小企業，工廠與農房混雜分布，亂堆的垃圾和橫流的汙水嚴重影響村莊環境。 為重塑鄉村環境，梅林村積極求變，1998年，梅林村聯合村辦企業，實施了集工業廠區、農業園區、住宅樓區於一體的「三區合一」新農村建設，在全省率先建成村級別墅式農居小區。「千村示範、萬村整治」提出以來，梅林村繼續堅持「兩山」理論，走綠色發展之路。 梅林村村景。吳君毅 攝 「梅林村作為『千萬工程』的重要源起地之一，20多年來，始終努力走在鄉村蝶變之路的前沿，先後開展了三改一拆、五水共治、垃圾分類、電力『上改下』，建設了美麗庭院、美麗田園、美麗河道、美麗公路，村莊『綠色顏值』不斷攀升。」梅林村黨委書記楊燕江向記者表示。 ——生態發展換來「金山銀山」 打造村民嚮往的「詩意田園」，不僅讓梅林村的環境變好，也讓「綠水青山就是金山銀山」變成現實。 漫步在梅林村中，整齊乾淨的村道、風景優美的河岸、紅瓦綠樹相互掩映，村中心還有一座佔地19畝、設計現代的白色建築「美好生活中心」，內設鄉村數字書房、智慧健康服務站、無人超市，「梅好小街」裡的咖啡廳、麵館、非遺體驗等文旅業態應有盡有。 如今，梅林村藉助生態村莊風景，踐行產業融合理念發展文旅業態，同時挖掘耕讀文化等本土資源，打造「梅好哥」、「蕭山本味」等品牌，通過三產融合，梅林村已成為城市遊客心目中的「詩與遠方」。 「人氣最旺的時候，一天有上千名外地遊客。」楊燕江表示，通過築巢引鳳，大力吸引鄉村旅遊、民宿經濟、觀光農業等業態落戶梅林，「村裡好看、好玩，遊客自然會來，2024年梅林村接待遊客超5萬人次。」 ——「低碳＋智能」建設未來鄉村 在梅林村裡，隨處可見整齊鋪設的一排排深藍色光伏面板。國網杭州供電公司「零碳工程師」來涵彬介紹，梅林村目前有2座光伏電站，一是「美好生活中心」，是一個近零碳建築，年發電量超16萬千瓦時，可減少二氧化碳排放約94噸，二是光充儲一體化停車場，布局120千瓦分布式光伏，配置了30千瓦儲能。 梅林村光充儲一體化停車場。吳君毅 攝 數據顯示，光伏發電為村民帶來實實在在的民生紅利，不到兩年就回收成本並開始盈利，且村每年集體可以減少幾萬塊錢的費用。越來越多村民也想享受陽光帶來的額外收益，全村50多戶居民已在接洽安裝屋頂光伏。 在更廣闊的鄉野，梅林村漁光互補項目整合86餘畝池塘與39餘畝土地，水上發電、水下養魚，實現「一份土地，兩份收益」，預計每年可增村集體收入超11萬元。 近年來，梅林村將目光聚焦綠色產業的引進與培育，2025年，杭州奔馬低碳新材料智慧工廠在梅林村落戶，這家工廠用技術創新重構生產邏輯，高效乾燥技術讓蒸汽循環利用，廢棄PET回收體系每年減少10萬噸碳排放，為梅林村經濟注入綠色動力。 除了聚焦低碳產業，梅林村將數位技術融入鄉村建設之中，依託「瀝家園」平臺，村民可線上參與村務，通過智慧健康服務站「健康大腦」，梅林村已實現小病不出村、遠程會診等便捷服務。為吸引年輕人才，梅林村還打造了6000平方米的共享辦公空間，吸引40多名「數字遊民」入駐，涵蓋人工智慧創作、設計、自媒體等行業...... 二十年摸索，梅林村將「生態優勢」變成「民生福利」，未來也將繼續沿著綠色低碳之路前行，在綠水青山間書寫鄉村振興的答卷。(完)
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