最古老黑洞已有133億歲「高齡」
2025-11-27 21:04 8,623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)
成都8月10日電 (記者 王鵬)成都世運會撞球項目10日開賽，中式撞球首次登上世界運動會舞臺，頗受關注。世界撞球運動聯盟主席法魯克·埃爾·巴基接受記者採訪時表示，中式撞球國際化步伐正在加快，這不僅是中式撞球發展的重要裡程碑，也為世界撞球運動帶來了新的發展機遇。 成都世運會撞球項目設斯諾克、花式撞球和開倫撞球三個分項，其中在花式撞球分項下首次設立八球混合小項，也就是中式撞球的中式八球。中式撞球作為世界撞球體系中較年輕的分支，兼具上手性與競技性，難度介於美式八球和斯諾克之間。 法魯克非常看好中式撞球的未來。他表示：「從一名球迷的角度看，這是一項令人喜愛的運動。它既有觀賞性又有競技性，節奏緊湊、變化多樣。」他還透露，埃及等國家已引進中式撞球球桌，並開始培養球員，「今年我們計劃在紅海沿岸舉辦非洲公開賽，項目包括中式撞球，預計會有150多名選手參賽，也希望中國選手能參與」。 8月10日，成都世運會撞球八球混合八分之一淘汰賽，中國選手史天琪在比賽中。王佳浩 攝 「這是非常重要的時刻，也是中式撞球邁出的重要一步。」談及中式撞球首次進入世運會，世界撞球運動聯盟副主席、世界花式撞球協會主席肖恩·辛格表示，世運會在中國舉辦，並引入中式撞球這一中國原創項目，恰逢其時。「我們已經看到其他國家和地區開始嘗試這項運動，雖然中國隊目前實力領先，但世界其他地區會逐步追趕。」 撞球運動在中國具有廣泛基礎。據中國中小商業企業協會副主席、撞球產業分會會長喬冰介紹，中國目前有撞球俱樂部近30萬家，撞球愛好者大約在8000萬至1億人之間，其中70%以上為中式撞球愛好者。就職業化和商業化程度而言，國內許多中式撞球賽事獎金達百萬元人民幣以上，堪比斯諾克。 然而，中式撞球在推廣過程中仍存在挑戰。法魯克指出，中國選手整體實力突出，如何縮小其他國家與中國的差距，是未來發展的關鍵。 喬冰介紹，為了適應不同文化和規則差異，中式撞球在海外推廣時多採用中性名稱「Heyball」。同時，中國撞球界正積極與海外合作，在不同地區舉辦巡迴賽和本土聯賽，培養當地選手，推動項目在全球均衡發展。(完)
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