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2025-11-07 15:59 9,764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)
在炙烤和桑拿模式間反覆橫跳的三伏天實在難熬，除了開空調難道就沒招兒了？別急，食物在解暑降溫方面的貢獻不可小覷。有些食物不僅能提供水分，還能帶來清爽的感覺。 今天就為大家盤點14款和三伏天最搭的食物。 西瓜 西瓜的含水量高達92%，而且有淡淡的甜味，是夏季水果的典型代表。它不僅能解渴，還能提供維生素A、維生素B6和維生素C等必需營養素，以及番茄紅素等抗氧化劑。這種組合有助於對抗脫水，使其成為炎熱天氣的完美選擇。 由於具有冷卻的特性，因此吃西瓜還能幫助降低體溫。無論是切片吃，還是冷凍成冰棒，西瓜都是夏日的一種爽口水果。 綠豆 綠豆性寒味甘，具有清熱解毒、消暑解渴、健脾祛溼的作用，同時富含多種營養物質，能幫助調節代謝、補充水分和礦物質。 作為傳統的解暑食材，綠豆在夏季飲食中扮演著重要角色，它既能緩解高溫悶熱帶來的不適，又符合中醫「順時而食」的養生理念。夏季氣溫高，容易出現口乾舌燥、心火旺盛等症狀。綠豆湯或綠豆粥能有效降低體內燥熱，促進汗液排出，幫助調節體溫。 黃瓜 黃瓜以其清爽的質地和含水量高而聞名，它具有極高的補水能力，而且熱量很低。這種蔬菜含有抗氧化和抗炎化合物，能支持整體健康和皮膚再生。 黃瓜既可以作為果蔬沙拉的原料，也可以切片後泡在水裡喝，體驗一種清爽的轉變。它的微妙味道適合與各種菜餚混搭，使其成為一種多用途的食材和天然的解暑方法。 薄荷葉 薄荷葉因其清新的特性而備受推崇。這種具有芳香氣味的藥草含有薄荷醇，它會觸發皮膚中對寒冷敏感的受體，產生一種冷卻降溫的感覺。 薄荷葉具有多種用途，它既可給飲料和甜點調味，也可以作為沙拉和醬汁的關鍵成分。在炎熱的夏天裡喝上一杯冰鎮的薄荷茶能起到提神的效果。除了冷卻特性，薄荷也有助於消化和清新口氣。 菠蘿 這種熱帶水果不僅能滿足人們對甜食的渴望，它還有清新的味道。菠蘿富含維生素C和菠蘿蛋白酶，後者具有抗炎特性。適量食用菠蘿能增強免疫系統的功能並輔助消化。 菠蘿多汁的質地和酸甜的味道，使其成為一種頗受歡迎的抗暑零食。無論是食用新鮮的菠蘿，還是把它冰鎮著吃，都可讓人暫時逃離炎熱。 椰子汁 椰子汁是一種天然的電解質飲料，它非常適合補水和補充因出汗而流失的礦物質。由於椰子汁富含鉀、鎂和鈣，因此有助於維持體液平衡並支持肌肉功能。 椰子汁微甜和類似于堅果的味道，使其成為含糖運動飲料的完美替代品。在劇烈體育運動後喝上一杯椰子汁不僅解渴，而且能恢復活力。 漿果 包括草莓、藍莓、桑葚和覆盆子在內的漿果是清爽的夏季必吃水果。這些水果富含水分和抗氧化劑，經常食用它們有助於對抗氧化應激和炎症。 漿果天然的甜味和鮮豔的顏色使其成為零食、沙拉和甜點的絕佳食材。它們多汁的質地和酸甜的味道能在炎熱的夏季帶來一絲涼意。 芹菜 當談及解暑食物時，人們首先想到的肯定不是芹菜，但這種水分含量高和質地爽脆的蔬菜堪稱「隱藏的寶石」。由於芹菜的含水量高達95%，因此非常適合補水。這種蔬菜的熱量也低，富含維生素K和維生素C，以及葉酸和鉀。 芹菜既可以洗淨後生吃，也可以開水燙過之後加調料拌成涼菜吃，或是作為沙拉的原料。 柑橘類水果 柑橘類水果(如橙子、檸檬和葡萄柚)具有清新和恢復活力的特性。這類水果富含維生素C，這種維生素可以增強免疫系統功能，促進皮膚健康。 柑橘類水果酸爽的味道既能刺激感官，又能提升能量。把它們加入冰鎮飲料或切片後泡水喝，在補水的同時具有冷卻效果。 番茄 經常被誤認為是蔬菜的番茄實際上是一種水果，它能提供多汁和清新的體驗。番茄的含水量高達95%，富含維生素A、維生素C、鉀和番茄紅素，番茄紅素是一種支持心臟健康的抗氧化劑。 番茄既可以炒雞蛋吃，也可以做成涼拌西紅柿，或是榨成汁來喝。這種水果略帶酸甜的味道能用來給各種菜餚提味。 桃子 食用桃子能給人帶來多汁和甜美的體驗。這種水果富含維生素A、維生素C和膳食纖維，它們能支持皮膚健康和消化功能。 由於桃子的含水量高，因此適合補水。桃子既能鮮食，也能作為沙拉的原料。每咬一口都能帶來清爽的感覺。 生菜 生菜的含水量高，質地酥脆。雖然它的營養價值不如深綠色葉子的蔬菜，但它可以與各種配料和調味汁搭配。夏天吃生菜既能補水，也能起到解油膩的作用。 彩椒 顏色鮮豔的彩椒是令人耳目一新的夏季蔬菜。它富含維生素A和維生素C，是支持免疫系統健康的抗氧化劑。 彩椒的口感甜脆，既可以生吃、烤著吃或是炒著吃，也可以做成沙拉。炎熱的夏天食用彩椒，在補充營養的同時又能保持體力充沛。 冬瓜 冬瓜喜溫耐熱，成熟期與夏季高溫高溼的氣候同步。它的含水量高達97%，遠超許多常見蔬菜，可有效補充流失的水分。它含有的丙醇二酸能抑制糖類轉化為脂肪，配合膳食纖維，形成雙重減脂機制。 每100克冬瓜含鉀130毫克，這種礦物質能補充隨汗液流失的電解質，預防中暑。它的維生素C含量高於蘋果，可以增強人體在溼熱環境中的免疫力。夏天適合吃冬瓜的核心原因，在於其清熱解暑、補水祛溼的特性與夏季氣候需求高度吻合，同時具備低熱量、高營養的時令優勢。 文/呂冰(註冊營養師) 來源：北京青年報
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