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)
漫步在千年古鎮上海楓涇鎮,古樹環繞、青磚古厝,古樸的歷史建築與現代的氣息相互輝映,仿佛能聽見時光的腳步聲。但這裡可不僅是個江南古鎮,楓涇也在統戰史上留下了璀璨印記,相繼走出了朱學範、丁聰、張慈中等多位愛國仁人志士。隨著近年來的上海統戰文化熱潮,許多人在這裡漫步、讀懂統戰歷史文化。「原來團結的故事可以這麼潮!」一位近日參與上海統戰文化City Walk(都市漫步)的「90後」統戰成員如此感嘆。像這樣的「團結之路」,今年上海統戰文化周「上新」了七條,每條都吸引著年輕人走進團結故事。 一個「潮」字,道出多地統戰文化集中展示時的特色,成為統一戰線創新表達的關鍵詞。 在上海統戰文化周的開幕活動中,黃炎培曾孫、民建會員黃翔,和曾祖父完成了一次穿越時空的對話。黃翔說,曾祖父用一生堅守了「理必求真,事必求是」。如今,與先輩背影重合,黃翔也成為了民建的一員。他們站在大屏幕前通過人工智慧生成內容(AIGC)技術與全息投影「還原」,講述自己的家事,講述國事,也讓統戰故事以普通民眾、尤其是年輕人喜聞樂見的方式流傳。 2025年上海統戰文化周活動現場。 上海市委統戰部供圖 類似的做法,在全國還有很多:打開重慶統戰歷史文化100秒系列短視頻,便可領略統一戰線各個歷史時期的精彩故事;拿起一枚「福建同心地標」書籤,統戰故事掃碼即聽;沿著武漢武昌「紅色線路」、東湖「綠色線路」步行或騎行,可以打卡多個歷史文化舊址點位……統戰文化表達體系的創新,為統戰文化增添了科技、時尚的色彩,讓統戰文化破圈傳播,走近年輕一代。 近年來,北京、上海、重慶、湖北、福建等地以統戰文化活動為抓手,系統進行統一戰線歷史挖掘、理論研究、社會教育、文化傳播、價值引領,讓民眾從City Walk中遇見、在休憩中感知、在閱讀中思考、在觀展中看見、在活動中體驗統戰文化,打造了一批永不落幕的宣傳陣地,讓統戰文化持續走入尋常百姓家。 一個「潮」字,折射出新時代統戰文化的生命力,蘊含著統戰文化活動近年來在各地「集中迸發」、蓬勃發展的密碼。 「有意義、有意思、有粘性、有網感」,這是中共北京市委統戰部副部長王斌經常提的目標。近年來,北京市策劃舉辦「同心之旅復興有我」系列活動,組織各領域黨外人士、網際網路大V、媒體記者等走進首都統戰新地標,2024年度線上閱讀量1.1億次。這四個「有」,確實「粘」住了許多年輕人和網絡人士。 「潮」,不僅是統戰文化與新技術相遇,也是對傳統文化的煥新。在湖北打造的統戰文化博覽匯活動矩陣中,「東湖論壇·遇見文化」是主體項目之一,遇見楚文化、遇見三國文化、遇見武當文化……無不是依託當地特色、對傳統文化的激活與創新。 這些統戰文化活動各具特色,但都放大了「團結」二字的聲量,以「團結」文化凝心聚力。從北京市的「同心之旅復興有我」活動,到上海、福建的統戰文化周,重慶、湖北的統戰文化月、統戰文化博覽匯等活動,「團結」是貫穿其中的主旋律,「團結」的價值伴隨著集中展示得到更大範圍的傳播,更好地發揮教育人、感染人、影響人的作用。 首屆重慶統戰文化月活動現場。 重慶市委統戰部供圖 一個「潮」字,若要「常寫常新」,需要統戰文化以思想性和影響力作支撐。 今年7月,在上海統戰文化建設座談會上,專家們進行了深入探討。「統戰文化是中國共產黨在百餘年來的統戰工作實踐中形成發展的物質文化、制度文化和精神文化的總和。」中國人民大學中共黨史黨建研究院副院長、馬克思主義學院教授何虎生稱。他認為,實踐層面,統戰文化指導新時代統戰工作紮根中國社會,推動凝聚共有價值觀念、完善統戰制度體系、更新統戰話語表達協同發展,以統戰實踐的全面深化激活統戰文化創新發展的內在動力。 北京社會主義學院講師李素軍在接受記者採訪時稱,統戰文化既是國家的、高階的,也是大眾的、平實的,要擴大統戰文化的知曉度和影響力,需要對統戰文化資源中蘊含的團結文化精神鍥而不捨地傳播,擴大參與度,「讓普通百姓也知道統戰文化是什麼」。 未來,統戰文化建設還可以有哪些創新做法?西南大學歷史文化學院教授周勇在上海統戰文化建設座談會上建議:建構「中國統一戰線論壇」,作為統戰文化標誌性品牌,形成全國性、整體性統戰文化研究和建設的頂層機制;設立全國「統一戰線日」,夯實強國建設、民族復興使命的社會基礎等。 在實踐中生長,在理論中探索,在青年中傳播,統戰文化潮湧,正在不斷播撒團結的種子。(完) (《中國新聞》報記者張樂報導)
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