最大承重3360噸！世界第一高橋進行96輛車靜載試驗
2026-02-21 06:48 7,875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)
本報訊(記者吳楊澤)「現在我們為轄區縣級以上文物保護單位全部配備了文管員，還專門出臺了相應的管理辦法。同時，我們會定期對轄區歷史文化遺址等進行檢查，一旦發現問題將及時上報並組織修繕保護。」近日，山西省呂梁市離石區文化和旅遊局工作人員向該區檢察院檢察官介紹收到檢察建議後的整改成果。 作為晉綏抗日根據地核心區域之一，呂梁市離石區現在冊備案的抗戰遺址及烈士紀念設施共17處，其中2處為省級文物保護單位。今年4月，離石區檢察院收到「益心為公」志願者提供的線索，反映轄區內部分抗戰遺址破損嚴重，存在安全隱患。經實地摸排，該院檢察官發現轄區多處抗戰遺址和烈士紀念設施普遍存在保護措施缺失、管理維護缺位的問題。 其中兩處省級文物保護單位問題尤為突出。第二戰區民族革命戰爭戰地總動員委員會(下稱「戰地總動員委員會」)舊址曾留下劉少奇、賀龍等老一輩革命家的戰鬥足跡，存在未設置保護標誌，建築垃圾堆積，基本防護措施缺失等問題。紅色文化遺址離石烈士樓同樣存在無保護標誌、防護措施不到位等問題。 根據《山西省紅色文化遺址保護利用條例》的相關規定，離石區檢察院於6月29日決定啟動公益訴訟立案程序。在全面調取17處抗戰遺址及烈士紀念設施的相關歷史資料基礎上，該院細緻深入、紮實精準地開展調查工作，同時邀請人大代表、文物保護專業人士全程參與現場勘查、實地走訪。7月16日，該院組織召開聽證會，邀請相關行政部門工作人員及人民監督員參加。廣泛徵求各方意見後，該院於7月25日公開宣告送達檢察建議，建議相關單位對各自監管職責範圍內的紅色文化遺址及時採取相關保護措施，制定保護方案，落實保護責任人制度；同時建立健全紅色文化遺址日常維護管理的長效機制，定期對轄區內的紅色文化遺址存在的問題進行檢查監督，及時消除安全隱患。 相關部門收到檢察建議後，成立工作專班，制定紅色文化遺址保護修繕工程設計方案，開展修繕工作。目前，戰地總動員委員會舊址、離石烈士樓等紅色遺址的修繕加固工作已基本完成，周邊違建全部拆除，建築垃圾全部清理乾淨，防盜、防火等基本防護措施配備齊全，17處紅色遺址均設立了保護責任人公示牌，警示標識、防護圍欄和教育宣傳展板煥然一新。
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