中國自主研製的6000米級深海無人遙控潛水器「海琴」號在南海成功海試
2025-11-06 06:36 6,642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)
線上辦事雖普及，但許多老年人仍青睞線下「面對面」的踏實感。如何讓「數位化」暖人心、更舒心？近日，普陀區醫保局、真如鎮街道聯合舉辦政府開放月活動之「小藍有約·真如您意」主題活動，誠邀各街道（鎮）社區事務受理服務中心工作人員、居民區幹部與市民代表，「零距離」體驗「普小藍」醫保服務碼2.0的智慧服務，感受AI賦能下的便捷醫保新體驗。上海政府開放月在普陀區醫保中心數字體驗區，工作人員正向市民們展示「普小藍」醫保服務碼2.0的新功能。與以往在層層菜單中耗時搜尋辦理事項不同，新版「普小藍」智慧客服如同一位「懂醫保的朋友」，隨時隨地為市民提供解答。「我要查詢醫保帳單！」市民只需動動嘴發語音或簡單輸入文字，清晰說出需求，它便能精準理解語義並瞬間響應。其「問題聯想」與「智能跳轉」功能更是實現了從諮詢到辦理的「零切換」，大大減輕了用戶思考與輸入的負擔。對於視力不佳、操作不便的老年群體來說，複雜業務在「說話間」即可輕鬆完成。這一便捷性獲得了現場老年用戶的由衷認可。市民範利群高興地說：「以前辦醫保，得跑社區事務受理服務中心和區醫保中心。現在有了『普小藍』，手機上說說話就能辦，不用打字，對像我這種眼神不好的老人來說太省力了。」活動現場，範利群在工作人員指引下，用手機對著二維碼輕輕一掃，屏幕上憨態可掬的3D「普小藍」即刻清晰呈現。她輕鬆點開「服務地圖」選項，驚喜地發現周邊醫保網點的詳細信息一目了然。市民在工作人員指引下使用新功能這正是數字賦能線下服務的新突破，服務地圖將全區230家長護險機構、評估機構、定點零售藥店和定點醫療機構的信息全域整合、動態展示，服務網點分布、服務項目等信息盡在掌握。更貼心的是，內嵌的高德地圖系統讓用戶選定網點後，即可智能規劃最佳路線，真正讓「15分鐘醫保服務圈」觸手可及。這項功能不僅方便了老年人，也惠及了不同年齡層的市民。市民蘇欣悅說：「現在地圖上的定點機構信息準確，藥店在哪兒清清楚楚，能直接導航過去，省時省力。」普陀區社區醫保服務點專管員浦夢瑩同樣感受到了顯著變化：「現在『普小藍』在手機上就能解答政策，省了人力物力，網格化管理也更高效了。」為了讓政策解讀和服務理念更深入人心，本次活動形式也更加生動多元。真如鎮街道社區事務受理服務中心用樸實真摯的語言講述基層服務的點滴與溫情；區醫保中心則通過輕鬆小品寓教於樂，解讀政策知識，讓信息傳遞更通俗易懂、更具吸引力。
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