海南多地被「吹停」！颱風「劍魚」有多兇悍？
2026-01-01 07:00 5,573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)
成都8月12日電 (記者 嶽依桐 何浠)記者12日在成都世運會速度輪滑(公路賽)現場獲悉，中國輪滑運動員張振海、潘郅遠都將跨界轉項速度滑冰，期待通過「輪轉冰」實現奧運夢。 23歲的張振海2019年在西班牙世錦賽奪得速度輪滑男子青年組1000米金牌，2024年全國輪滑(速度輪滑)錦標賽上包攬成年組全部六項冠軍。2023年杭州亞運會，他獲得10000米積分淘汰賽亞軍，是目前中國男子輪滑在亞運會項目中的歷史最好成績。 12日，張振海接受記者專訪。記者 何浠 攝 18歲的潘郅遠2023年初登亞洲錦標賽即成為中國隊首位單屆亞錦賽斬獲7金的選手，2024年義大利世錦賽，他在公路100米衝刺賽中斬獲銀牌，為中國隊贏得了世錦賽速度輪滑項目的唯一獎牌。 跨界轉項對兩人而言都並非容易的選擇，但對奧運會的憧憬讓他們願意勇敢「再拼一次」。張振海坦言，兩個項目使用的技巧不同，嘗試突破新的領域難度很大，自己或許還需要一段時間來適應。「其實能不能轉成功我不確定，但我還是想大膽去突破，希望能在新的領域裡好好實現一下自己的抱負。」 「(轉項)想了挺久的，但最終還是決定未來的運動生涯以滑冰為主。」潘郅遠則告訴記者，他從去年年初開始接觸速度滑冰，需要克服的最大難點同樣是需要把握不同的技術特點。 12日，潘郅遠接受記者採訪。記者 何浠 攝 因為跨界轉項的決定，本次成都世運會對兩人而言也具有特別意義。在接受記者採訪時，他們均表示將拼盡全力。 談及具體的展望，張振海表示，希望能在自己的優勢項目——男子場地賽(1000米爭先)上努力賽出好成績。作為四川籍運動員，他坦言在「家門口」比賽給自己帶來更多動力。「不管取得怎樣的成績，只要全力以赴過後就沒有遺憾。」 潘郅遠則期待能獲得一枚成都世運會的獎牌。今年剛升至成年組的他說，自己主要抱著學習的心態前來參賽。「能和來自世界各地的前輩一起切磋，非常幸運，可以很好地汲取經驗。」(完)
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