廣西桂林發現極危新物種全州報春苣苔
2025-11-07 22:35 7,169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11日電(祝歡)10日晚，在成都世運會泰拳女子48公斤級決賽中，中國泰拳運動員劉曉慧奪得冠軍。她還是一名「00後」學霸，精通多門語言，她說，泰拳帶給自己的是受用一生的能力。 劉曉慧(紅衣)在比賽現場。記者劉忠俊 攝 在當晚的決賽中，面對泰國隊選手奧諾·庫利亞納特，劉曉慧拼盡全力，奪得勝利。「對手是世界冠軍，對於她來說我是一個無名小拳手，她不太熟悉我的打法，在這方面我可能佔了便宜。」賽後，劉曉慧謙虛地表示，奪得金牌不是自己一個人的努力，是所有人共同付出的成果。 劉曉慧在比賽現場。記者 劉忠俊 攝 「面對實力強勁的對手，自己打得還是挺艱難的。」劉曉慧坦言，自己對於決賽表現其實沒有那麼滿意，還是有很多打得有點亂，很多技術沒有發揮出來。 此次主場作戰的氛圍讓劉曉慧感到興奮。「自己在比賽中只想發揮出正常水平，把師傅教給自己的打出來，從來沒有想過可以拿到冠軍。」劉曉慧表示，全場的人都在給自己加油，這種氛圍的激勵是很不一樣的。 除了是一名泰拳運動員，出身於書香門第的劉曉慧還是一名「學霸」，精通漢語、英語、泰語和寮語四種語言。在賽後新聞發布會上，劉曉慧用一口流利的英語回答記者提問。「五年前，參加比賽的學姐們英姿颯爽的氣質吸引了我，我也想成為文武雙全的人，就開始練習泰拳。」在劉曉慧看來，在學拳路上父親的支持和幫助給了自己莫大的鼓勵。 「最開始他們瞧不上我們，但是我們上去都打贏了。」回憶起第一次在泰拳館打比賽的經歷，劉曉慧記憶猶新。「從第一次比賽一直到現在，我們在一次次擂臺的積累下，已經扭轉了他們對我們的印象。」劉曉慧表示。 劉曉慧(中)站上領獎臺。記者劉忠俊 攝 在短短五年的時間，從最初拳館最後一名到成都世運會冠軍，劉曉慧認為是自己比較相信老師，並且願意刻苦訓練，成就了今天的自己。「只要練習好了，做好了老師教給我們的技術，我們是可以成功的。」劉曉慧希望，這次奪冠對後面的人有更大的激勵作用。 「泰拳很鍛鍊勇氣，在面對對方的拳頭打過來，你要勇猛地往前打，並且比賽有輸有贏，要學會面對失敗，學會總結。」劉曉慧表示，這些年來泰拳帶給自己整體素質的提升對於未來一生都是受用的。 「我之前在泰國打了六七十場職業比賽，他們也開始有針對性研究我。」對於未來，劉曉慧認為自己應該與時俱進，不斷提升自己，不斷更新迭代自己的技術，不能按照一種模式一直打下去。(完)
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