水利部和中國氣象局聯合發布橙色山洪災害氣象預警
2025-10-31 07:48 3,563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)
從「希臘人——從阿伽門農到亞歷山大」特展到「九天攬月——中國探月工程20年」主題陳列，從「城市文明」到「未來願景」，全景式體驗全球文化交融歷程；以古希臘陶罐紋樣與宏偉的愛奧尼柱為靈感，協作完成中式綠豆糕與西式奶油裱花製作……8月11日下午，多組市民家庭匯聚在上海世博會博物館，參與到市文旅局以「在上海 享美育」為主題舉辦的「社會大美育課堂」文化體驗暨「政府開放日」活動中來，紛紛感嘆「太充實了」「收穫感滿滿」。 「古代希臘的青銅時代，比我們中國的夏商周時期來得更早……」指著展牆上的古代中國和古代希臘對比時間圖表，「希臘人」特展策展人洪麗娜親自上陣，開啟精講導覽，帶著親子觀眾依次邂逅跨越六個時代的16組鮮活生命個體，走進傳奇的古希臘史。帶著11歲女兒參與活動的王鑑明先生告訴記者，平日因為工作忙，很少有親子時光，「這次整整一個下午的美育活動，彌補了我的遺憾」。他坦言古希臘是自己和女兒都很感興趣的領域，但可惜平日的認知僅限於古希臘神話，「這個展覽為我們打開了古希臘史不同的面向」。一組有著精美繪畫的陶罐，每一隻都畫有不同的故事，尤其給父女倆留下深刻印象，「這麼早就有這麼考究的陶罐，太不可思議了」。「有意思！小小的手工體驗竟然巧妙融合了東西方文化。」帶著即將升入三年級的兒子體驗完綠豆糕DIY，梁聞恩女士感嘆道。指著手邊完成製作的綠豆糕，她告訴記者，這用的是傳統中式綠豆糕的做法，圖案則來自古希臘，與剛剛看完的「希臘人」特展形成巧妙的呼應。 本次活動採用「文化體驗+政企對話」的互動模式，邀請外資企業代表、市民群眾代表共同參與，通過沉浸式文化體驗和深度交流，探索2025年為民辦實事項目「社會大美育課堂」創新實踐路徑，以提升城市文化軟實力賦能優化營商環境，切實增強公共文化惠企助企服務實效。上海市文化和旅遊局黨組成員、一級巡視員程梅紅表示：「美育是城市營商環境的『暖實力』。我們期待通過企業視角，優化『社會大美育計劃』服務供給，不斷轉化文化資源為企業發展助力。」 「社會大美育課堂」項目先後被列為上海市為民辦實事項目、文化惠民工程深入實施。這一系列舉措不僅建立健全了「社會大美育」長效機制，也為優質文化資源直達基層提供了可複製、可推廣的上海經驗。通過精心打造「三位一體」的示範工程——滿足人民精神文化需求的民心工程、培育藝術受眾群體的生命線工程、促進城市文化消費升級的賦能工程，積極探索城市美育服務在滬企業和人才發展的新路徑，助力優化城市營商環境，構建人民城市美好生活，為上海建設具有世界影響力的社會主義國際文化大都市提供堅實支撐。 今年以來，「社會大美育課堂」項目持續深化建設，提升打造143個市級示範點，通過創新形式、跨界融合、開放共享等舉措，不斷升級完善「全民參與、全域覆蓋、全齡可享」美育服務體系，推動城市美育生態持續優化。此外，每月通過「上海發布」「樂遊上海」集中推送重點活動推薦目錄，市民也可通過「滬小遊」小程序一鍵查看活動場次信息。截至7月底，143個「社會大美育課堂」已開展各類藝術普及教育活動5619場次，提前超額完成全年指標任務，並形成三大特點：一是煥新藝術體驗，實現跨界融合創新，構建「技術嫁接藝術、傳統融合現代」模式，推動藝術與多元文化創新結合。例如，上海圖書館打造「閱讀+藝術」場景，推出「音樂文學賞析會」等特色活動；國歌展示館開發沉浸式情景劇，開展「為國而歌」系列思政社教活動80場，參與人次逾3.55萬；上海博物館東館設計「在春天，遇見江南」行走活動，通過動作捕捉技術實現「畫中山水隨樂動」的視聽聯動。 二是重構空間場景，推動全域聯動發展，建立「專業資源下沉+城市空間活化+產業生態聯動」機制，推動專業資源下沉基層網絡。例如，上海交響樂團推出「全城交響」項目，上海大劇院推出「藝術零距離」計劃；上海旅遊高等專科學校提煉朱家角、南翔、泗涇11處歷史文化名鎮文化內涵，推出主題行走美育課堂，結合線上直播活動惠及人次逾1萬；中華藝術宮聯合靜安區在商圈打造「上海光影美術館」，實現文化活動與旅遊消費雙向引流。三是聚焦精準服務，構建全齡美育體系，規範「需求調研—分類供給—效果反饋」流程，推動公共文化服務提質增效。例如，上海博物館製作英、法、德等8語種的《常設展覽導覽手冊》；筆墨宮坊開設雙語工作坊，已吸引來自23個國家的500餘名外籍人士參與；上海大劇院為自閉症兒童推出「星星的孩子」觀演服務，錢學森圖書館「星空」項目招募學生講解員；金山區博物館開設「非遺暑期夏令營」「銀髮體驗班」，上海市中醫文獻館推出課程「中醫拾趣」等，打造全齡段美育產品矩陣。
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