山東濟南：千佛山「七夕」相親大會浪漫開幕
2025-11-15 22:13 4,652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)
荊州8月10日電 (吳淘淘)「這套鍍金耳墜和展櫃裡的文物如出一轍！」10日午後，湖北荊州博物館內的文創商店裡，來自哈爾濱的遊客王詩彤比對文創與文物的細節感慨道。這個暑期，荊州博物館憑藉獨具楚文化特色的文創產品，日均吸引超6000名遊客駐足，創下同期新高。 圖為荊州博物館文創產品店內，許多遊客前來購買文創產品。 吳淘淘 攝 荊州博物館始建於1958年，是首批國家一級博物館，現有館藏文物19.6萬餘件，幾乎囊括了楚文化的所有種類和精品，是楚文化的藝術寶庫。 在博物館一層的文創展區，一組「虎座鳥架鼓」迷你擺件前圍滿了年輕遊客。這件復刻自戰國漆器珍品的文創，將原物1.4米的體量濃縮至5釐米，保留了鳳鳥昂首、虎座蹲伏的經典造型，還暗藏機關——輕撥鼓槌便能打擊鼓面。「我們用3D掃描技術還原了文物的每一處弧度，連漆色都參照了出土時的色譜分析。」荊州博物館文創負責人李梅正為遊客演示她指尖的虎座鳥架鼓。 這樣的「文物同款」在館內比比皆是：馬山一號楚墓出土的鳳鳥花卉楚服圖案以裝飾形式印在帆布包上；以戰國時期「爵杯」為原型的杯裝奶茶讓奶茶店窗口排起了長龍；各式展現荊楚文化特色的冰箱貼琳琅滿目。 圖為荊州博物館。 吳淘淘 攝 據李梅介紹，荊州博物館根據館藏絲織品、漆木器、青銅器等設計製作出絲綢類、瓷器類、木器類、銅器類、圖書類、玉器類、文具類、飾品類、小商品類九大類、近千種文創產品。其中，文創絲巾、帆布袋、冰箱貼、書籤等銷售火爆。 「原本計劃參觀1小時，結果在文創區待了半天。」來自深圳的遊客郭沛嫻今年剛高考完，她和表妹帶著兩大袋文創產品走出博物館，購物袋裡，既有給自己買的楚式香囊和博物館造型冰箱貼，也有給長輩的楚繡披肩。數據顯示，今年以來，荊州博物館遊客平均停留時間從1.5小時延長至3小時。 圖為遊客在挑選博物館文創產品。 吳淘淘 攝 傍晚時分，年輕人們舉著博物館同款冰箱貼在博物館門前合影打卡，這些照片也成了他們社交媒體上的「文化勳章」。正如荊州博物館副館長彭昊所說：「當文物元素走進生活，每一件文創產品都成了展示荊楚文化的載體，讓荊楚文化在新時代煥發出持久生命力。」(完)
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