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2025-12-05 03:22 2,159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9日電 (記者 嶽依桐 邢翀)9日是成都世運會開幕後的第二個比賽日，共產生29枚金牌，中國隊斬獲其中三金。龍舟首次作為世運會正式比賽項目亮相，該項目首場決賽8人座公開組2000米追逐賽金牌被印尼隊摘得。 中國隊當日在空手道、武術和體操項目中攬入金牌。空手道女子組手61公斤級決賽中，東京奧運會季軍龔莉以5:1戰勝日本選手島田佐良良奪冠。龔莉去年因傷病經歷兩次手術，恢復八個月後在成都世運會復出，此番奪冠讓她淚灑賽場。「傷痛不能阻礙我前行，更像是見證我一次又一次榮譽的勳章。」 8月9日，在2025年成都世運會空手道女子組61公斤級決賽中，中國選手龔莉戰勝日本選手島田佐良良，奪得冠軍。圖為龔莉慶祝勝賽。 記者 田雨昊 攝 武術套路比賽，東道主四川籍選手高久尚將男子長拳-刀術-棍術項目金牌收入囊中，兌現了其「在家門口奪冠」的目標；體操技巧賽，2024年世界技巧世錦賽冠軍丁雯妍、顧荃佳、馬一星成功在技巧女子集體(女三)比賽中奪冠，組合近六年的三位姑娘上演一系列高難度拋接、翻騰和舞蹈動作，以29.230分奪冠，其中難度分比對手高出1分多，在藝術表現上也實現了新突破。 此外，中國香港隊也有金牌入帳。楊頌熹奪得武術套路男子太極拳-太極劍全能金牌，上屆世運會他在該項目摘銅。目前，中國香港隊已在本屆世運會贏得三枚金牌。 龍舟起源於中國，有著數千年歷史，此前曾作為表演(展示)項目登上世運會及東京奧運會。本次成都世運會中，龍舟首次成為正賽項目。世運會的龍舟比賽為競技龍舟，保留鼓手和舵手，船型更小、材料更輕。 龍舟項目決出的第一塊金牌是8人座公開組2000米追逐賽，印尼隊首位出發，展現出良好狀態，完賽成績為9分08秒12，拿下冠軍。第二名中國隊的成績是9分19秒22。西班牙隊劃出9分23秒75，獲得銅牌。 當日皮划艇大項的其他項目中，丹麥選手彼澤森在男子單人皮艇短距離中奪冠，成績為13分45秒46，成為該項目首位在世運會成功衛冕的選手。 頗具趣味性的拔河項目上演男子640公斤級決賽，英國隊以3:0力克上屆冠軍瑞士隊成功「復仇」。荷蘭選手施洛瑟以150環滿環成績奪得射準射箭複合弓男子冠軍，這也是成都世運會射箭項目首個滿環金牌。摩爾多瓦老將格盧霍夫/格拉祖諾娃在體育舞蹈標準舞以196.58分強勢奪金，中國組合譚然/周忻凝以172.58分排名第十，追平中國隊世運會該項目最好成績。 8月9日，2025年成都世運會男子室外拔河640公斤級決賽在東安湖體育公園中央廣場進行，英國隊勝瑞士隊奪得冠軍。 記者 劉忠俊 攝 泳池救生項目收官，16枚金牌花落各家，義大利隊以6金領跑，德國隊以5金緊隨其後，德國隊名將尼娜·霍爾特在個人和接力項目上共收穫5枚金牌。 中國隊當日也參與了其他賽事較量。壁球女子單打16強遺材賽，18歲中國運動員劉子儀以3:2取勝，這是中國隊在世運會參賽史中獲得的首場壁球項目勝利；莊天才、徐露分別拿到男子尾波衝浪和女子尾波滑水項目的決賽席位，徐露是開幕式主火炬點火手，她表示決賽準備「放大招」。 目前，德國隊以8金領跑金牌榜，義大利隊以6金緊隨其後，中國隊收穫4金。 10日成都世運會將決出48枚金牌，是本屆世運會產生金牌數最多的比賽日。中國隊有望在蹼泳、泰拳等多個項目衝擊領獎臺，尤其在具有傳統優勢的蹼泳比賽中，有望向金牌發起衝擊。(完)
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