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2025-10-26 07:29 9,396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)
海口8月8日電 (王曉斌 吳嘉鑫)8月8日，2025年海南自貿港「逐浪計劃」港澳大學生暑期實習活動(簡稱「逐浪計劃」)總結會在海口舉行。參與活動的港澳學子現場分享實習感悟，期待未來有機會投身海南自貿港建設，與海南自貿港共成長。 8月8日，2025年海南自貿港「逐浪計劃」港澳大學生暑期實習活動總結會在海口舉行。 記者 駱雲飛 攝 海南省委統戰部常務副部長康拜英在總結會上表示，當前海南正全力以赴推進自貿港封關運作，需要包括港澳青年在內的各路人才共築夢想。她期待大家持續做「逐浪者」，把實習收穫轉化為奮進動力；做「搭橋人」，當好港澳與海南交流的紐帶；做「同行者」，常回海南、紮根海南，在這片熱土上共繪發展藍圖。 7月初啟動的「逐浪計劃」吸引了500餘名港澳大學生踴躍報名。最終篩選出的80名港澳大學生，分赴海南不同崗位實習鍛鍊一個月。 連續兩年參與「逐浪計劃」、均在海南華潤置地有限公司實習的香港樹仁大學大三學生唐誠智說，回想兩次實習的時光，海南自貿港的變化清晰可見。「第一次來的時候，公司還在為自貿港政策落地後的業務布局做準備，許多流程尚在摸索；而這一次，不僅各項目已駛入快車道，身邊還多了不少來自五湖四海的優秀同事，這種日新月異的活力讓我深受感染。」 在三亞崖州灣科技城管理局實習的暨南大學香港籍學生周雅弦表示，科技城不論是高水平的科研平臺，還是現代化的園區建設，都讓人真切感受到海南正以嶄新的姿態走在高質量發展的路上。「『逐浪計劃』不僅讓我收穫了專業知識與實踐經驗，更讓我拓寬了視野，感受到了海南這片熱土正在蓬勃發展的脈動。」 在一齡醫院管理集團有限公司實習的澳門科技大學博士研究生呂凱峰表示，海南自貿港建設熱潮如磁石般吸引著港澳青年，「逐浪計劃」搭建起校園與社會、理論與實踐的橋梁，希望未來能留在海南，用學到的理念和技能為中醫發展出力。 8月8日，2025年海南自貿港「逐浪計劃」港澳大學生暑期實習活動總結會在海口舉行。 記者 駱雲飛 攝 總結會上，活動主辦方為在實習中表現突出的同學頒發了「優秀學員」證書，也為活動中積極傳播海南自貿港聲音、展現青年風採的同學頒發了「海南自貿港『聲』力軍」證書。隨後，港澳學子們展開國情考察，深入海南感受自然美景和少數民族風情。 「逐浪計劃」由海南省政府港澳事務辦公室、香港海南社團總會主辦，海南港澳青年創新創業服務中心承辦。香港海南社團總會執行會長、海南港澳青年創新創業服務中心主任雲海清說，「逐浪計劃」不僅是一次崗位實踐，更是一場融入國家發展浪潮的沉浸式學習體驗，為學生自身的職業發展和海南自貿港的建設注入了新思考、新活力；香港海南社團總會將支持更多港澳青年來瓊學習、就業、創業，助力實現個人價值和人生理想。(完)
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