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2026-01-15 06:26 6,865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)
家庭如何防蚊滅蚊蚊子的一生要經歷卵、幼蟲、蛹和成蟲四個階段，前三個階段都在水中度過，因此「蚊蟲防治，治水為先」。夏天降雨頻繁，積水增多，蚊子有了更多的繁殖場所。蚊子的繁殖能力強、周期短，單次產卵200~300粒，並可多次產卵，卵經過10天左右經歷幼蟲、蛹，就會羽化為成蚊飛出水面。家庭防蚊首先要翻盆倒罐、清除積水，從源頭減少蚊蟲孳生，同時安裝紗門紗窗阻止蚊蟲進入室內，室內可使用蚊帳、電蚊拍等物理手段防止叮咬，還可使用登記合格的蚊香、氣霧罐等用品驅蚊滅蚊。居民家庭和各類單位可參考國家標準《病媒生物綜合管理技術規範 環境治理 蚊蟲》進行孳生地清理：對於空調接水容器、花盆託盤、室外廢棄的塑料薄膜形成的積水，以及各類盆罐等積水容器，要做好翻盆倒罐，及時清除積水；對於種養水生植物的容器，每周換水一次，並衝洗植物根部、洗刷容器內壁；小型容器可用粗砂、碎石填充；對於暫時不用的蓄水桶（缸）、罐子等容器，應倒扣放置或加蓋；不易清除的積水容器可配適合的蓋子或加蓋紗網防止蚊蟲孳生。戶外活動如何防蚊第一，穿淺色衣服。外出時建議穿淺色長袖長褲，減少皮膚裸露。在蚊蟲活躍地點和高峰期，儘量避免在樹蔭、草叢、水邊長時間停留。嬰幼兒在戶外活動時以物理防蚊為主，包括穿著寬鬆的防蚊衣褲，嬰兒車上可以使用紗巾或專用的小蚊帳。第二，使用驅蚊劑。在戶外活動時，身體外露部位可塗抹驅避劑防止蚊蟲叮咬。應選擇標籤上有農藥登記證號的驅蚊產品，按照產品說明書使用劑量、頻次使用，同時需要注意產品的有效保護時間，及時補塗，回到室內後及時清洗。外出旅行時，建議提前了解目的地的蚊媒疾病流行情況，合理準備適當的防蚊物品。若不慎被蚊蟲叮咬，可採用冰敷等方式緩解瘙癢，必要時就醫進行抗過敏治療，避免用力抓撓而引發感染。若出現發熱、寒戰、關節或肌肉疼痛、皮疹等症狀，應儘早就醫，並主動告知醫生近期的旅居史和可能的蚊蟲暴露情況，以便及時診斷和規範治療。正確使用殺蟲劑蚊香：入睡前，在密閉房間點燃蚊香1小時，然後開窗通風（紗窗要密閉）。將蚊香放在通風處上風向，也可起到驅趕蚊子的作用。電蚊香在使用時要注意藥片/藥液和加熱器的配套安全使用。殺蟲氣霧劑：黃昏時是蚊子活動的高峰期，此時使用氣霧劑效果最佳。噴灑完畢後最好關閉門窗半小時到一小時，然後再開窗通風。使用殺蟲氣霧劑時儘量不要朝衣物、床單、家具、皮膚、餐具噴灑。不要讓嬰幼兒接觸殺蟲氣霧劑。蚊子數量不是很多時，不建議使用殺蟲氣霧劑。作者：國家衛生健康標準委員會衛生有害生物防制標準專業委員會 李靜審核：國家健康科普專家庫成員、中國疾病預防控制中心病媒生物首席專家 劉起勇策劃：鄭穎璠 王寧編輯：王建影本文配圖來源於版權圖庫。轉載時請注意，避免侵權。
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