《歌手2025》表現驚豔，BENI9月將在上海首開中國演唱會
2025-11-19 18:55 6,584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)
昨日(8月4日)，交通運輸部將強降雨防禦響應等級提升為二級。受雷雨天氣影響，昨天和今天，華北、華南地區不少機場的航班運行受到一定影響。 總臺央視記者陳俏：首都機場今晨的降雨已經結束，現在是早高峰出行時段，航站樓裡往來旅客比較密集。 首都機場的實時信息屏顯示，機場整體運行比較正常，今天計劃起降航班1258架次，運送旅客20.46萬人次。北京大興機場也傳來了最新數據，今天大興機場預計執行航班978架次，截至上午8時30分，已執行136架次，沒有新增的取消航班。針對昨夜今晨的降雨天氣，首都機場和大興機場在防汛方面做了有效、充足的準備。 華南地區，由於受到雷雨天氣影響，從昨天下午開始，廣州白雲機場啟動了航班大面積延誤應急處置藍色響應。到當天19時，白雲機場延誤1小時以上沒有出行的航班達到了70班，航班大面積延誤應急處置響應等級升級為黃色。剛剛白雲機場傳來最新消息，機場整體已經恢復正常，取消了應急響應。白雲機場今天預計執行航班159班，截至上午9時，延誤航班已經很少。 華東地區，目前包括虹橋機場在內的多家機場，正積極做好防汛的組織和籌備。在浙江嘉興，南湖機場這兩天即將竣工，當地航空主管部門協調電力、水利、應急等多家部門，每天進行機坪設備的巡檢，做好防汛物資的儲備，確保這家長三角地區重要的專業樞紐機場早日投運。 國內各大機場提醒廣大乘客，雨天出行要密切關注航班動態，出行前通過航空公司官網、App或機場官方渠道實時確認航班信息，避免白跑一趟耽誤行程。受極端天氣影響，機場周邊道路可能會出現擁堵或積水，建議預留充足時間，注意交通安全。 (總臺央視記者 陳俏)
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