2024年廣州數字經濟核心產業增加值首次突破4000億元
2025-12-30 02:19 7,427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)
青島8月14日電(張孝鵬)「啤酒代表一種生活方式。結束一天的忙碌，與朋友小酌幾杯、聊聊天，是種享受。」夜幕降臨，海風拂過，在青島西海岸新區金沙灘啤酒城的1903時光精釀工坊露臺，來自德國的盧卡斯淺嘗一口啤酒後說道。 在他身後，無人機秀在海天之間變幻，最終匯成「第35屆青島國際啤酒節」的光影字樣，點亮了夜空。本屆啤酒節由青島市政府主辦，為期30天。作為該啤酒節西海岸會場，金沙灘啤酒城憑藉「國際範、體驗感、文化味」，為海內外遊客解鎖濱海生活新體驗。 7月19日，海內外遊客在金沙灘啤酒城內暢飲。劉元波 攝 國際範：繪出「全球啤酒風情圖鑑」 作為世界四大啤酒節之一，本屆啤酒節匯集來自40餘個國家的超2300款啤酒，繪出一幅「全球啤酒風情圖鑑」。本屆啤酒節期間，金沙灘啤酒城成為「微縮地球村」，不同品類的啤酒、多元的文化在此展開對話。 「金花獎精釀大賽」是本屆啤酒節的重要活動，吸引海內外400餘個品牌、2000餘款啤酒參賽。「世界是彩色的，如同我們的啤酒，你總能找到令自己開懷的那一款。」大賽負責人褚嘉欣表示，比賽旨在通過交流與比較，促進全球啤酒文化的融合共生。 對傳統賽事的升級，則讓金沙灘啤酒城成為國際化「秀場」：酒王爭霸賽吸引20餘國選手同臺競技，成為國際文化交流的平臺；啤酒歡樂女神賽事引入世界環球小姐評審標準，搭建起本土文化對話國際舞臺的橋梁。 此外，本屆啤酒節期間，阿根廷MALEVO舞團的《烈焰之巔》、俄羅斯空政歌舞團的《勝利之歌》等20場演出在金沙灘啤酒城中心舞臺輪番上演，海內外頂尖藝術的匯聚，將本屆啤酒節升級為藝術互鑑平臺。 8月8日，遊客在金沙灘啤酒城內觀看無人機表演。張孝鵬 攝 體驗感：氛圍更新帶來「沉浸」體驗 夜空中靈動的無人機表演，虛實交織的AR互動，創造視覺奇觀的裸眼3D……入夜後的金沙灘啤酒城光影流轉，伴隨清脆的碰杯聲化身為「歡樂的海洋」。 「越是常來，越能感受到每一屆的新意。」家住金沙灘啤酒城周邊的青島西海岸新區市民張裕，對該啤酒城的最大感受是「新」。「啤酒城不一樣的氛圍，讓每個夜晚都充滿新鮮感。」他認為，該啤酒節之所以享譽全球，既源於啤酒文化的交融共生，也在於對氛圍持續更新。 作為國家級旅遊休閒街區，金沙灘啤酒城的建築以德國巴伐利亞風情為核心，並圍繞啤酒文化主題，集休閒、娛樂、餐飲等功能於一體，形成獨具特色的海濱景觀。 在金沙灘啤酒城，遊客能沉浸式體驗啤酒主題的各類場景。青西金啤精釀體驗館內，遊客可以通過全程可視化生產線，體驗啤酒從麥芽到酒杯的「誕生」；在啤酒文化博物館，遊客通過親身互動，深度感受啤酒文明史；啤酒節期間每日進行的藝術巡遊則帶來"視覺+藝術"的雙重體驗，成為金沙灘啤酒城「流動的風景線」。 7月19日，金沙灘啤酒城內遊人如織。(無人機照片)青島西海岸新區工委宣傳部供圖 文化味：歷史底蘊與現代活力並存 「德國與中國的啤酒風味各異，但都是傳遞歡樂。」盧卡斯認為，不同的啤酒文化折射著不同的生活方式，但其核心追求殊途同歸。「這正是我體驗不同啤酒文化後的感悟。」他說。 以啤酒聞名的青島已將啤酒文化融入「城市基因」，青島國際啤酒節不僅聚焦不同啤酒文化的對話，也成為其城市本土文化的綜合展示窗口。 本屆啤酒節，金沙灘啤酒城內的「山海匠韻·哈皮手造薈」活動讓磚刻拓印、古法制香等傳統手工藝走出博物館，成為可觸摸、可體驗的活態文化；「醉美西海岸」文旅展區則將茶藝、硯文化與「太空艙酒店」共同展示，勾勒出歷史底蘊與現代活力並存的文化圖景。 「啤酒節這張閃亮的名片，為青島經濟文化等領域的發展注入了強勁動力。」青島國際啤酒節資深顧問、山東財經大學特聘教授林醒愚認為，該啤酒節的傳承與發展是一部特色鮮明的文旅節慶進化史，影響深遠。「它是城市啤酒文化的集大成者，放大了啤酒文化與城市個性的張力，使之成為一張富有魅力的世界名片。」(完)
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