甲子回眸 盛世如願
2025-10-27 12:45 9,562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)
上海8月11日電 (陳靜 童寬)記者11日獲悉，剛剛結束的滬澳醫學文化交流為促進兩地合作發展注入新動力。滬澳高校通過籤署系列戰略協議和舉辦青年醫學人才發展座談會，進一步深化醫學領域的合作共識，搭建起兩地優勢互補、資源共享的高水平合作平臺。 上海交通大學醫學院(簡稱：交大醫學院)方面當日披露，交大醫學院與澳門大學、澳門科技大學籤署多項合作協議，以深化學生交流、人才培養與科研合作；「王振義院士醫學成就特展」在澳門舉行，話劇《清貧的牡丹》在澳門首演，通過學術與藝術雙重形式，生動展現中國工程院院士王振義的醫學成就和崇高精神。 據悉，交大醫學院黨委書記江帆與澳門大學校長宋永華正式籤署兩校合作備忘錄及暑期科研實踐合作協議。此前，雙方在醫學研究領域已有多項合作成果，新的協議將進一步促進兩校師生交流、學科協作與科研成果轉化，發揮滬澳科研及政策優勢，推動醫學領域的深度融合發展。 滬澳醫學文化交流期間，交大醫學院黨委書記江帆與澳門科技大學校長李行偉共同籤署兩校合作備忘錄及學生科研實踐合作協議，將促進雙方全面合作，擴大在教學、科研等領域的交流。交大醫學院將以此為契機向澳門輸出優質醫學教育資源，同時也為交大醫學院學生提供在粵港澳大灣區學習和研究深造的寶貴機會，拓寬其國際視野和實踐能力。兩校還聯合舉辦「滬澳青年醫學人才發展座談會」。 「王振義院士醫學成就特展」在澳門展出。(交大醫學院供圖) 在滬澳醫學文化交流期間，「王振義院士醫學成就特展」在澳門科技大學盛大開幕，通過珍貴史料呈現了「共和國勳章」獲得者——王振義院士的卓越貢獻。作為展覽講解人之一，上海交通大學基礎醫學院研究員劉俊嶺重點講解了交大醫學院「基礎研究－專利布局－產業轉化」創新模式。通過該模式的實踐應用，團隊成功探索出可複製推廣的經驗，為上海生物醫藥產業高地建設提供支撐。 以王振義院士為原型的話劇《清貧的牡丹》在澳門科技大學成功首演。(交大醫學院供圖) 除了展覽，以王振義院士為原型的話劇《清貧的牡丹》在澳門科技大學成功首演，各界人士和交大醫學院港澳校友近400人觀看演出。新編版《清貧的牡丹》在舞臺、燈光、音響等設備以及劇本方面進行了全面升級。話劇首次融入王振義院士的求學經歷、愛情故事與育人細節。澳門觀眾通過這部話劇，可以更加深入地了解上海的醫學文化和人文精神。 此次話劇《清貧的牡丹》在澳門首演，通過藝術感染力，將嚴謹求實的科學精神、無私奉獻的醫者仁心、誨人不倦的師者風範等價值具象化地傳遞給澳門師生和公眾。澳門觀眾紛紛表示，上海有著豐富的文化資源和深厚的文化底蘊，而澳門則具有獨特的中西文化交融的特色，可以通過文化交流活動，促進兩地文化的相互學習、相互借鑑。話劇導演雷國華11日對記者說：「一場戲，牽動滬澳兩城心弦；一次擁抱，凝聚熱淚與歡顏。戲劇搭建起生命與醫學交融的橋梁，藝術讓激情與永恆交相輝映。」(完)
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