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2025-10-29 23:54 2,543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)
北京8月8日電 8月8日，我國第17個「全民健身日」如約而至，全國主會場系列主題活動在國家奧林匹克體育中心啟幕。這裡集結了近60項賽事活動與代表傳統、現代和未來的30餘個運動項目，為健身群眾奉上一場活力四射的體育盛宴。 太極扇表演。主辦方供圖 開幕式現場，舞獅騰躍、秧歌蹁躚，彩帶龍在空中劃出絢麗弧線，瞬間點燃全場熱情；廣場舞演員們活力滿滿，少兒啦啦操隊員靈動跳躍，功夫扇、太極拳剛柔並濟，一招一式盡顯中華傳統體育的底蘊；河北「八極拳」招式剛猛、廣東「英歌舞」舞姿雄渾，兩大國家級非遺代表性項目在主會場的舞臺登場亮相，以獨特的表演形式和深厚的歷史底蘊，將體育與文化相融，為觀眾帶來一場兼具視覺享受與文化內涵的盛宴。 英歌舞表演。主辦方供圖 當日的國家奧林匹克體育中心各大專業場館也向公眾免費敞開大門，千餘名健身者走進平日難得一見的國家隊訓練場地開展運動。 恰逢抗日戰爭勝利80周年，為銘記歷史、關愛革命老區青少年成長，國家奧林匹克體育中心特別邀請了來自體育總局對口幫扶的革命老區的孩子們到北京開展為期一周的體育遊學活動。開營恰逢「全民健身日」系列活動，孩子們興奮地參與到各項全民健身活動中。未來一周，他們還將陸續參觀各大奧運場館和北京奧運博物館，體驗搏擊、體能等專業運動課程。 這個「全民健身日」，園區豐富多彩的運動項目元素在此無縫銜接。舞龍舞獅、武術等傳統體育項目在群眾展演舞臺集結，一招一式延續著中華民族體育文化根脈；百隊杯足球賽、「國家奧體杯」全民籃球大賽、氣排球比賽火熱上演，吸引群眾親身參與代表現代運動的三大球項目；新興運動項目匹克球、臺克球前圍滿躍躍欲試的年輕人；體育總局棋牌中心主辦的西洋棋和智能魔方速擰挑戰賽，集結了眾多項目精英；英東遊泳館內的水中腰旗橄欖球公開課上，水花與笑聲一同飛濺。 本次「全民健身日」主題系列活動，由國家體育總局群眾體育司與國家奧林匹克體育中心聯合主辦，通過豐富多樣的活動形式，共吸引了超過1.7萬人次參與，充分滿足了群眾多元化體育健身需求，推動全民健身事業蓬勃發展，讓「全民健身日」真正成為廣大健身群眾的運動節日。(完)
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