百日千萬招聘專項行動推出人工智慧等專場
2025-12-05 15:26 3,768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)
8月9日，「何以中國 和合共生」網絡主題宣傳活動在天津盛大啟動，這不僅是一場文化的盛會，更是一次對中華文明內核的深度探尋。將目光投向燕趙大地，長城烽燧、避暑山莊、大境門的駝鈴、胡服騎射的傳奇，無不鐫刻著「和合共生」的印記。這些跨越千年的文化坐標，訴說著河北作為文明交融樞紐的厚重歷史，詮釋著「何以中國」的深層邏輯。 河北境內長城綿延2400餘公裡，從戰國時期的燕趙長城到明代的九邊重鎮，這些磚石壘砌的牆體不是文明的分界線，而是多元文化交匯的紐帶。大境門作為「萬裡長城第一門」，門楣上「大好河山」四個大字，道盡了這片土地的包容氣度。歷史上，這裡曾是張庫大道的起點，中原的絲綢茶葉由此北上，草原的皮毛馬匹循此南下，茶馬互市的喧囂中，漢蒙回藏各族商販互通有無，語言不通便以手勢比劃，習俗不同卻能笑臉相迎。 長城的辯證法則，體現在「守」與「通」的平衡，其以防禦保障安全，更以關隘促進交流。今天，張家口堡子里的商號舊址仍能看到當年各民族共居共商的痕跡。「和而不同」的生存智慧，既守護自身根脈，又敞開胸懷接納，在守護中發展，在交流中壯大，構成了中華文明延續不絕的精神支撐。 倘若說長城是「和合共生」的空間見證，那麼承德避暑山莊及其周圍寺廟，則是這一理念的生動再現。這座凝聚了江南園林之秀與塞北草原之闊的皇家園林，外八廟環繞四周，普陀宗乘之廟仿拉薩布達拉宮，普寧寺融漢藏建築風格，安遠廟復刻伊犁固爾扎廟。一磚一瓦間，藏著「修其教不易其俗，齊其政不易其宜」的治理之道。歷史上，康熙、乾隆在此接待漠北蒙古王公、西藏宗教領袖、新疆部落首領，用一場宴會、一次朝覲、一曲歌舞，化解隔閡、凝聚共識。「王者不欺四海，仁者不遺小國」的胸襟，讓不同民族在共同的儀式中感知認同，在相互的尊重中增進理解。如今，避暑山莊的晨鐘暮鼓裡，依然能讀出超越時空的啟示：文明的生命力，排他則衰，包容則興；國家的凝聚力，強求一律則散，和而不同則聚。 趙武靈王「胡服騎射」的改革，至今仍閃耀著突破桎梏的光芒。這位戰國君主脫下寬袍大袖，換上短衣長褲，帶領臣民學習騎兵戰術，打破的不僅是服飾與軍事的傳統，更是中原與遊牧文化的壁壘。這場改革昭示了文明的進步不是單一文化的獨舞，而是不同文明的共舞。 河北作為燕趙故地，自古便是農耕文明與遊牧文明碰撞的前沿，孕育了既堅守原則又善於變通的精神品格。從胡服騎射到後世的民族互婚、技藝互傳，這片土地上的人們始終明曉，拒絕交流只會固步自封，博採眾長方能不斷成長。主動擁抱變化、尋求融合突破，正是「和合共生」在實踐層面的生動詮釋。 從長城關隘的商貿往來，到避暑山莊的民族共融，再到「胡服騎射」的文化革新，河北的歷史地標串聯起一條清晰的文明脈絡，清晰印證著「和合共生」不是抽象的理念，而是融入血脈的文化基因。它告訴我們，中國之所以為中國，不在地理上的疆界，而在文化上的包容；不在文明的單一，而在多元的共生。 「何以中國 和合共生」的主題宣傳，正需從上述歷史印記中汲取力量。在百年未有之大變局下，傳承好這份「和合」智慧，有助於更好地在文明交流中彰顯自信，在國際合作中展現擔當，讓植根於燕趙大地的共生理念，成為構建人類命運共同體的生動註腳。(河北新聞網評論員 任凱 特約評論員 孔德淇)
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