學習·故事丨青山變「金」山 習近平與三棵杉樹的故事
2026-01-09 23:32 2,769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)
長沙晚報8月13日訊(全媒體記者 匡春林 實習生 黃心怡)近年來，重型柴油貨車作為機動車尾氣汙染的重點排放源，相關生態環境違法行為呈高發態勢。部分車主試圖通過「隱蔽手段」逃避監管，卻不知已觸碰法律紅線。13日，市生態環境局結合以往的執法案例，詳細介紹了柴油貨車相關的三種高頻環境違法行為，清晰闡釋了違法後果的嚴重性，希望廣大柴油貨車車主能引以為戒，共同守護美麗長沙的藍天白雲。 加裝墊高螺母 屬破壞車載排放診斷系統的違法行為 柴油貨車支撐著物流命脈與民生所需，然而在追求速度與效率的路上，有些車主私自對尾氣處理裝置上的溫度傳感器加裝墊高螺母，存在破壞車載排放診斷系統的違法行為。 「重型柴油車車主要定期保養車輛，發現故障時應當去正規維修廠排查故障，不得私自拔出、墊高、破壞傳感器，不得刪除、修改車載終端的數據。」市生態環境局提醒，在尾氣裝置溫度傳感器上加裝螺母，屬於破壞車載排放診斷系統，涉嫌違反《中華人民共和國大氣汙染防治法》第五十五條第三款「禁止機動車所有人以臨時更換機動車汙染控制裝置等弄虛作假的方式通過機動車排放檢驗。禁止機動車維修單位提供該類維修服務。禁止破壞機動車車載排放診斷系統」。根據第一百一十二條第三款規定，違反本法規定，以臨時更換機動車汙染控制裝置等弄虛作假的方式通過機動車排放檢驗或者破壞機動車車載排放診斷系統的，由縣級以上人民政府生態環境主管部門責令改正，對機動車所有人處五千元的罰款；對機動車維修單位處每輛機動車五千元的罰款。 使用不合格的尿素 影響車輛汙染控制裝置等正常運行 車輛尿素箱添加不合格的尿素，不僅影響車輛汙染控制裝置等正常運行，也導致車輛尾氣超標排放。 市生態環境局提醒，如車輛存在尿素罐破損，破壞尿素噴射單元、斷開尿素泵管路等行為還繼續使用的，涉嫌違反《中華人民共和國大氣汙染防治法》第五十九條「在用重型柴油車、非道路移動機械未安裝汙染控制裝置或者汙染控制裝置不符合要求、不能達標排放的，應當加裝或者更換符合要求的汙染控制裝置」。根據第一百一十四條規定，違反本法規定，使用排放不合格的非道路移動機械，或者在用重型柴油車、非道路移動機械未按照規定加裝、更換汙染控制裝置的，由縣級以上人民政府生態環境等主管部門按照職責責令改正，處五千元的罰款。 車輛刷寫OBD 車主應儘快進行檢修 國六車輛使用OBD(即「車載自動診斷系統」)診斷儀對車輛進行OBD診斷檢查時，如果車輛CALID和CVN信息與車輛企業備案信息不一致，或國五排放階段及以前車輛故障燈並未點亮的情況下，OBD診斷儀讀取到車輛故障碼信息，車輛涉嫌刷寫OBD，車主應儘快進行檢修。 市生態環境局提醒，車輛存在刷寫OBD系統、使用OBD作弊裝置等行為，破壞機動車車載排放診斷系統，涉嫌違反《中華人民共和國大氣汙染防治法》第五十五條第三款「禁止機動車所有人以臨時更換機動車汙染控制裝置等弄虛作假的方式通過機動車排放檢驗。禁止機動車維修單位提供該類維修服務。禁止破壞機動車車載排放診斷系統」。依據第一百一十二條第三款規定，違反本法規定，以臨時更換機動車汙染控制裝置等弄虛作假的方式通過機動車排放檢驗或者破壞機動車車載排放診斷系統的，由縣級以上人民政府生態環境主管部門責令改正，對機動車所有人處五千元的罰款；對機動車維修單位處每輛機動車五千元的罰款。
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