林則徐書法展福州開展
2026-03-04 13:50 3,176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)
北京市生態環境局13日介紹，今年1至7月，北京市細顆粒物(PM2.5)平均濃度為26.9微克/立方米，同比下降19%；優良天數168天，同比增加18天。 今年以來，本市加速推廣新能源車，全市新能源汽車保有量達到113.5萬輛。發揮小汽車以舊換新、國四及以下排放標準老舊貨車和大中型客車報廢更新等政策激勵作用；繼續實施本市五環路內新能源物流配送車輛優先通行政策，為新能源貨車提供「綠色通道」，通行證申辦納入「高效辦成一件事」政務服務平臺，辦證效率大幅提升。 推進非道路移動機械清潔化，截至7月底，全市非道路移動機械新能源化率升至39.5%。持續宣傳解讀《關於劃定禁止使用高排放非道路移動機械區域的通告》，推動老舊機械淘汰；在西城區和大興區工地開展電動挖掘機試點應用。發布《瀝青混合料攪拌站綠色生產技術要求和評價方法》，明確2025年10月1日起作業用機械應符合國三及以上排放標準，推薦使用新能源機械。 綜合運用清潔生產審核、「一廠一策」治理、綠色績效評級等措施，深化重點行業企業創綠提質，1-7月全市新增綠色企業669家，綠色企業比率升至28.5%，其中經開區、通州區創建10家綠色績效「深綠」企業，樹立減汙降碳綠色標杆。全市528家鍋爐使用單位完成環保績效評級，提前完成年度任務，進一步推動氮氧化物減排，其中東城、海澱、豐臺、石景山、通州等區8家鍋爐單位評為A級。 深入開展夏季揮發性有機物(VOCs)專項治理，原輔材料低VOCs產品替代、治理設施提升、關鍵環節治理、重點行業整治等16項重點措施紮實推進。發布鼓勵夜間錯峰加油、裝卸油倡議，減少白天高溫時段VOCs揮發。推動公路和城市道路建設、養護項目推廣應用溫拌瀝青，昌平、房山、懷柔等區多措並舉擴大溫拌瀝青使用面積，減少VOCs排放。 持續鞏固揚塵治理成效，通過開展監測、推送高值、督促整改等方式，強化城市精細化管理，截至7月底全市道路塵負荷同比下降22.4%；加大施工工地基坑氣膜密閉技術推廣力度，新增1個項目，全市累計在17個工程項目中使用。聚焦夏季投訴舉報集中點位，開展餐飲專項執法，綜合運用熱點網格、油煙在線監控等非現場手段，實施「一點一策」綜合整治，600餘家餐飲企業完成治理提升。推進規模化畜禽養殖場氨減排，定期開展項目進展評估和技術幫扶。 下一步，北京市將繼續深入推進「0.1微克」攻堅行動，緊抓各項減排措施落實，持續推進老舊車械淘汰和新能源車械推廣，深入實施夏季揮發性有機物專項治理，全力鞏固空氣品質改善成果。 北京日報客戶端 | 記者 駱倩雯
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