（抗戰勝利80周年）香港特區政府在斬竹灣抗日英烈紀念碑園隆重紀念抗戰勝利80周年
2025-11-08 12:10 8,364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)
餐廳裡頓時忙亂起來，這時一名11歲的小女孩迅速走到被卡女子身後，雙臂環其腰腹，節奏精準地連續衝擊上腹。30秒標準動作，卡在氣道的三粒珍珠都吐了出來。 11歲女孩胡紫涵在餐廳用海姆立克急救法救人的事跡，在社交媒體上引發熱議。人們在讚嘆小女孩沉著冷靜的同時，更應該思考一個更深層的問題：為什麼在危急時刻，現場只有這個11歲的孩子掌握了救命技能？ 科學普及不能止步於「知道」，更要落實為「做到」。數據顯示，我國每年因氣道異物梗阻導致的意外死亡超過3000例，其中90%發生在醫院外。海姆立克急救法作為應對氣道梗阻的標準救治方法，其操作要領並不複雜，一個11歲的孩子都能熟練掌握。但令人遺憾的是，在事發現場，除了胡紫涵，其他成年人都束手無策。這種「知識懸浮」現象，正是科普工作重理論輕實踐的典型表現。 科普工作的「最後一公裡」障礙，首先體現在培訓方式的脫節上。當前很多急救培訓仍停留在「你講我聽」的傳統模式，缺乏情景模擬和實操演練。胡紫涵之所以能臨危不亂，關鍵在於遼寧省紅十字會的培訓採用了「理論+示範+實操」的三維模式。這種「做中學」的方式，讓急救知識真正轉化為肌肉記憶。反觀大多數成年人，可能都在電視或網絡上見過海姆立克急救法的演示，但因為沒有實際操作經驗，關鍵時刻就成了「紙上談兵」。 其次，科普資源的分布不均加劇了「知識鴻溝」。胡紫涵作為紅十字青少年宣講團的成員，獲得了系統的急救培訓機會。但這樣的優質科普資源，在廣大基層仍然稀缺。中國科協的調查顯示，我國具備基本急救知識和技能的人口比例不足1%，遠低於發達國家30%的平均水平。這種資源分配的不平衡，使得科學知識難以普惠大眾。 更值得反思的是社會認知的偏差。在很多人看來，急救是專業人員的事，普通民眾「知道就行」。這種認知誤區直接導致了公眾的被動心態。事實上，從心臟驟停到氣道梗阻，急救的「黃金時間」往往只有4—6分鐘，等專業救護人員趕到時常常為時已晚。胡紫涵的案例證明，普通人掌握急救技能不僅可能，而且必要。 打通科普「最後一公裡」，需要多方發力。教育部門應將急救培訓納入中小學必修課程，抓住青少年學習能力強的黃金期；社區和企事業單位要定期組織實操培訓，讓成年人有機會補上這一課；媒體平臺則要創新傳播方式，通過短視頻、互動遊戲等形式降低學習門檻。最重要的是要建立激勵機制，讓像胡紫涵這樣的「平民英雄」獲得應有的社會認可。 胡紫涵救人的30秒，照見了科普工作的短板，也指明了改進的方向。當科學知識真正「飛入尋常百姓家」，轉化為普通人的實際行動能力時，我們的社會才能織就一張更牢固的安全防護網。
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