世界第一高橋——花江峽谷大橋進行3360噸靜力荷載試驗
2025-12-21 18:13 9,294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)
徐匯區總工會聯合區教育局精心組織的暑期中小學生「匠心模範尋訪」主題一日營活動近日正式開營，徐匯環衛公司20名職工的子女首批受邀參加，走進紅色場館傳承紅色文化，近距離接觸勞模工匠，了解各種職業，感受勞模精神。龍華烈士陵園是尋訪的首個打卡點。由勞模先進、職工、中小學生及工會志願者組成的徐匯勞模龍陵志願講解團為同學們講解革命先烈的英勇事跡以及黨和工運的發展歷程。第二、三站，孩子們前往今年新加入徐匯區「匠心模範尋訪」主題活動的兩個實踐基地——李勇眼科眼底病工匠創新工作室（愛爾眼科眼健康科普館）和胡志紅家政勞模創新工作室。在李勇眼科眼底病工匠創新工作室，同學們參觀了科普館，系統了解了眼科健康的相關基礎內容，還在「我是眼科小醫生」職業體驗環節積極互動，通過盲道體驗和「眼急手快」大挑戰，切身體會到眼部功能的重要性。聆聽了李勇工匠的事跡介紹，孩子們還深刻體會到了眼科領域工匠追求極致的專業精神。在全國五一勞動獎章獲得者、全國最美家政人胡志紅領銜的胡志紅家政勞模創新工作室，孩子們參觀了工作室的母嬰護理、家務管理等多個實訓室，隨後在《行李箱收納》主題課程中學習收納技能，動手嘗試行李箱分區分類收納及口袋式、卷式等衣物摺疊方法，還在折衣競賽中比拼技能，掌握了不少實用小技巧。從河南來上海探親的初一學生楊雅婷說，她的父母都是徐匯環衛公司的環衛工人，這場活動讓她十分新鮮，又從工匠們的身上學到了刻苦認真的精神，很有收穫。徐匯區暑期中小學生「匠心模範尋訪」主題活動開展迄今，已有涵蓋水電檢修、園林生態、軌道交通、歷史建築保護、非遺傳承、法律服務等多個領域的10家實踐基地接待了 13 批次中小學生團隊，今年暑期的後續活動也已接待了10餘個團隊預約，十分受到孩子們的歡迎。
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