中新健康丨專家：胸外科診療將邁向微創化、精準化和智能化
2025-11-18 00:38 3,521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)
備受矚目的「金字塔之巔：古埃及文明大展」收官在即，8月11日0時開啟168小時嘉年華，連續7天7夜對外開放，這在全球博物館界尚屬首次。後臺系統顯示，首個深夜場3000個參觀名額早早被預約一空。「博物館不眠夜」，究竟誰在深夜看展？ 記者昨天晚上23時趕到上海博物館人民廣場館，南門外已經排起了50米的長隊，半個小時後隊伍蜿蜒至百餘米。在韓國讀博回上海過暑假的李慶洋22時30分趕到，排在了隊伍的最前面。「去年暑假去了埃及，知道有不少重要展品來了上海，所以補齊這一部分。但是白天的票太難搶了，一直沒搶到，看到有深夜場趕緊下單。」她說，去年跟團去的埃及，看得不夠盡興，這次要認真仔細地看，準備一直參觀到天亮。 「之前逛的博物館沒有凌晨開放的，加上古埃及的主題，感覺特別神秘。」來自山東菏澤的10歲肖芷逸和媽媽，從北京參加完朗誦比賽專門為了深夜場打飛的而來。從小對考古、歷史感興趣的她，來看展之前特意做了功課，進展廳後直奔最想看的動物木乃伊。 「一直想來，沒有什麼合適的時間。抓緊最後一周時間趕緊過來，不然下次得飛到埃及才能看到！」陳憐君和男友坐地鐵從蘇州趕來，準備看完展乘最早一班高鐵直接回去上班。男友說：「晚上看博物館和白天的體驗是不一樣的，人也會少一點。對於『夜貓子』或深度博物館愛好者而言，深夜觀展會是比較好的選擇。」 8月11日零點起，近500款文創產品以5折起售。記者在現場看，有不少觀眾進館後直奔文創商店。從河北石家莊趕來的希希和妹妹迅速一人買了一個法老王圖圖的小玩偶。「這是爆款，趕緊先下手為強。」現場工作人員告訴記者，滿足觀眾的購買需求，深夜場開放前已進行了一輪補貨，把所有貨架補滿。 「為保障168小時連續開放在大客流情況下順利進行，我們制定了一系列保障措施，包括安排醫護人員24小時輪班駐場，全天開放二樓茶室供觀眾休整，派出所也幫我們協調了周邊的停車資源。」據上海博物館館長褚曉波透露，8月15日至17日深夜場的票已售空，8月12日至14日還剩少量名額，想看的觀眾可以抓緊時間預約。
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