中國已與100多個國家和地區開展綠色能源項目合作
2025-11-06 20:53 6,485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)
北京8月11日電 北京市延慶區四海鎮踐行「兩山」理念二十周年暨2025年花海山谷旅遊季啟動儀式10日晚啟幕。活動現場，四海鎮在企業、村民「雙主體」生態文明積分制的基礎上，創新拓展遊客主體，發布遊客碳匯積分「護照」。 圖為北京市延慶區四海鎮掛牌成立鄉村振興工作站。韓冰 攝 啟動儀式上，作為中國氣象服務協會評選的全國十大「鄉村避暑消夏好去處」之一，延慶區四海鎮發布浪漫賞花之旅、消夏避暑之旅、網紅打卡之旅、療愈康養之旅、生態研學之旅、鄉村文化之旅、長城非遺之旅、碳匯積分之旅八大文旅體驗線路。 近年來，延慶區在北京率先開展生態產品價值核算，並探索生態產品價值實現路徑，為綠水青山「標價」、讓綠水青山「變現生金」。其中，延慶區四海鎮接續升級生態文明積分體系，今年1月發布推廣「生態積分存摺」，3月推出北京市首個覆蓋村民、企業的雙主體生態積分制，8月發布遊客碳匯積分「護照」。 據介紹，今年8月15日至12月31日，遊客在九眼樓長城、看山咖啡、花海夜市、鄉村振興創客直播間、小溪嘟嘟和大樹與貓民宿「六大低碳體驗場景」參與生態保護活動並打卡，即可累積碳匯積分。打卡滿兩處場景後，即可在鄉村振興創客直播間激活護照。憑護照可在該鎮域內相關消費場景購買特產、品嘗美食、體驗民宿、打卡景點。 活動現場，延慶區四海鎮同步掛牌成立鄉村振興工作站、規劃設計師室、青創團隊基地。中國農業大學、北京師範大學、中國地質大學、首都經濟貿易大學、北京建築大學、北京服裝學院、北京農學院、北京城市學院等8所首都高校通過鄉村振興工作站進駐四海鎮，組建「科創中國·京韻鄉村科技服務團」，幫扶指導高質量綠色發展。 延慶區四海鎮副鎮長王靜表示，該鎮將進一步發揮生態本底優勢，用改革創新思維推廣和拓展生態文明積分制，探索生態產品價值實現路徑，打造紅色長城文旅帶和消夏避暑目的地，推動農文旅深度融合，走出全域旅遊示範之路，為鄉村振興貢獻更多力量。(完)
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