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2025-10-29 17:31 8,867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8日電 (嶽依桐 堯欣雨 賀劭清)「開幕式上，中國傳統文化和現代科技的巧妙結合，完美詮釋了『天府之國』的獨特魅力，我作為四川人深感驕傲。」8日上午，談及成都世運會開幕式時，緬甸川渝總商會創會會長陳學剛如是說。 7日晚，成都世運會開幕式在亞洲最大單體木結構建築——長達460米的「天府之簷」下舉行，用一場璀璨的開幕式向世界發出了「歡迎」信號，一場超越自我、交流互鑑的體育盛會正式拉開帷幕。 「開幕式不僅向世界展示了成都的現代化風貌和深厚文化底蘊，更讓全球看到了四川乃至中國西部的發展活力。」陳學剛表示，希望以世運會為契機，成都能進一步提升國際影響力，吸引更多國際企業和人才落戶。 黑暗跑團成都站站長、臺灣青年張志宏與家人專程驅車到開幕式場地附近，等候數小時只為欣賞絢爛焰火，感受世運會熱情。焰火中「生長」出的近300米高的「友誼之樹」讓他倍感震撼。「這棵樹在天空中慢慢生長，最後上面開滿了象徵友誼的花朵，展現出我們中國人愛好和平的特徵。」 8月7日，第12屆世界運動會開幕式在四川成都舉行。圖為開幕式上的焰火表演，「友誼之樹」開滿「鴿子花」。 記者 田雨昊 攝 這顆巨大的焰火樹也深深打動了成都世運會馬來西亞志願者王馨寧。「它像生命一樣，從中心溫柔地、堅定地向上、向四周『生長』開來，綠色、金色的光芒在夜空中鋪展。」開幕式當晚的場景讓她不斷回味。「那一刻，它美得讓人屏息，也清晰地傳遞出一種寧靜而強大的力量——和平與希望。」 「令我印象最深刻的就是在湖中點燃的主火炬，非常有新意。」成都世運會唯一的臺胞火炬手、大陸創業臺青林書任說，成都世運會開幕式融合科技、自然、文化等元素，不僅通過街舞、滑板等表演展現出青春活力，又通過蜀錦、蜀繡等文化符號，表達開放又包容的城市理念。 「我懷著激動的心情看完了這場開幕式，萬千星光相匯，滿天璀璨。」開幕式璀璨奪目的焰火令來成都學習、創業已經13年的口腔醫學博士、香港青年曾皓感慨頗深。他說，自己不僅見證了成都舉辦大運會、世運會等大型體育賽事，更見證了成都的發展，「而成都也接住了我所有關於『紮根』的勇氣」。 「世運會不僅是一場體育盛會，更是文化交流的橋梁。」在四川高等學校澳門學生聯合會會長李嘉媛看來，成都世運會開幕式將傳統文化與現代科技完美融合，讓她看到了活力與創新，「我為成都的發展和祖國的繁榮與進步感到驕傲自豪」。(完)
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