自得琴社馬來西亞音樂會圓滿落幕
2025-11-29 13:17 4,275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)
8月8日，合慶鎮鄉村文體旅遊節專項活動之一的「合慶郊野星光・火龍果盛夏集」在合慶文化廣場開展。本次活動通過「日間田園體驗+夜間文化市集」的複合模式，有效串聯起農產品銷售、非遺傳承與鄉村旅遊產業鏈，吸引了千餘名市民參與，帶動合慶鎮火龍果等在地農產品銷售，成為合慶鄉村「夜間經濟+文旅消費」融合發展的新起點。活動由合慶鎮人民政府主辦、文化服務中心承辦。 夜幕降臨，在活動主會場，合慶文化廣場變身古風星光市集。燈籠沿著攤位連成一片暖光，特色攤位前遊客絡繹不絕。16個特色攤位整齊排開，涵蓋非遺手作、創意美食、遊戲互動、助農直供等多元品類，為遊客打造一場集文化、美食與公益於一體的市集體驗。本次活動主打產品——合慶火龍果攤位前人頭攢動，當季最新鮮的「魔都1號」和「紅水晶」兩個品種吸引了市民的目光。據相關負責人介紹，這也是火龍果莊園目前最受市民歡迎的火龍果品種。「一直知道我們合慶有火龍果，這次終於品嘗到了。」有市民表示。此外，市民還試吃到了火龍果酵素等高科技產品及火龍果冰激凌，豐富了對火龍果的直觀認識。在互動遊戲區，市民們不僅可以參與吃火龍果大賽、水果丟丟樂、果爾夫等遊戲，還可以體驗火龍果扎染、非遺漆扇等特色項目，市民們參與熱情高漲。廣場上，民謠樂隊的演出吸引了眾多市民駐足欣賞，悠揚的吉他聲與歌聲，伴著微微的夏夜晚風，為集市營造出輕鬆愜意的夏日氛圍，合慶的煙火氣在此間氤氳。 在本次活動的分會場——合慶火龍果莊園，活動創新打造「白天+傍晚」雙時段活動場景。當天下午，近40組家庭來到合慶火龍果莊園參與親子研學活動，體驗有機火龍果採摘、參觀亞洲最大火龍果酵素工坊，沉浸式感受從種植到深加工的全產業鏈互動研學。此次集市是合慶鎮推動 「農業+文旅+消費」三位一體發展的重要實踐。政府精準搭建平臺，不僅助力周邊農業企業增收、為非遺手作拓寬展示空間，更讓群眾在沉浸式體驗中樂享實惠，形成了 「群眾得實惠、產業得發展」的良性循環。 未來，合慶鎮還將持續深化「政府搭臺、業態唱戲、群眾受益」模式，通過優化服務保障、培育特色IP等舉措，不斷豐富鄉村消費場景，提升群眾獲得感，以鄉村文旅助力區域經濟高質量發展。
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