第七屆中阿博覽會將首次舉辦標準化及智慧財產權對接交流活動
2025-10-26 16:55 5,819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)
「如今國家富強了，但父親給我們兄弟取名都帶『東』字的深意，我們一刻不敢忘。」抗日名將戴安瀾之子戴澄東近日接受記者專訪時，話語裡滿是對先輩的追思。 戴安瀾一家人的合影。趙強 攝 這個藏在名字裡的秘密，要從1928年說起。那時，戴安瀾親歷了日軍製造的濟南慘案，日軍的殘暴行徑像烙鐵一樣刻在他心上。1928年4月，戴安瀾長子出生，按家譜該排「恆」字輩，妻子寫信詢問取名事宜。戴安瀾因痛恨日寇，打破慣例為孩子取名「覆東」，意為「覆滅東洋」，彰顯了他將日軍趕出中國的決心。 7月17日，遊客在無為市風和村戴安瀾故居參訪。趙強 攝 作為黃埔軍校三期學員，戴安瀾從東徵北伐打到長城、臺兒莊、崑崙關，身上的傷疤見證著他對日寇的刻骨仇恨。這種恨，化作了給孩子們的名字：次子名「靖東」，要平靖東洋的肆虐；三子便是戴澄東，「澄東」二字寄託著澄清東洋侵擾、還我河山的期盼。 戴安瀾生前佩戴的軍帽和和使用的手槍。趙強 攝 就連1935年出生的女兒，他也取名「戴藩籬」。「女孩子取名藩籬，是希望她記住，意思是要像籬笆一樣守住家園，為中國築起堅固防線。」戴澄東說，父親是想讓全家人都記住：國若不存，家何以安？ 戴安瀾子女介紹。趙強 攝 「戴將軍見了日軍就紅著眼打！」年過百歲的老兵羅遠耀曾是戴安瀾麾下200師的連長，他至今記得1942年緬甸戰場上的場景。當時，戴安瀾率部掩護英軍撤退，殲滅日軍五千多人，卻在郎科地區突圍時被兩顆機槍子彈擊中腹部。 羅遠耀對記者說，戴師長給三個兒子取名「覆東」「靖東」「澄東」，正是希望後代永記國恥。 戴安瀾使用過的箱子。趙強 攝 熱帶的酷暑混著雨水，讓傷口迅速潰爛。缺醫少藥的戰場上，這位38歲的將軍在緬北茅邦村停止了呼吸。部下整理遺物時，發現了他寫給妻子王荷馨的未寄家書：「餘此次奉命固守同古，決以全部犧牲，以報國家養育。為國戰死，事極光榮。」 2024年3月5日，年逾百歲抗日老兵老兵羅遠耀向記者講述抗戰殺敵故事。趙強 攝 如今，安徽無為市風和村的戴安瀾故居裡，青磚小瓦的天井院靜靜矗立，廳堂裡的戎裝照片依舊英氣逼人。村前那棵300年的古楓樹下，戴氏家族10多位投身抗戰的將士故事仍在流傳。 「祖輩們常說，這裡是戴安瀾將軍幼年時讀書、玩耍的地方。」戴安瀾侄孫戴茂標指著古楓樹說：「戴安瀾是家族的驕傲，更是民族的英雄。」 戴安瀾雕像。趙強 攝 三個帶「東」的名字，不是巧合，是一位父親對子女的叮囑，更是一個民族對歷史的警醒。就像戴澄東說的：「記住這些名字，就是記住我們從哪裡來，要往哪裡去。」 作者：趙強 來源：微信公眾號
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