美國「大而美」法案是如何弄巧成拙的？且聽英國氣候專家一一道來
2025-10-31 16:35 7,824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)
昆明8月4日電 (羅婕)雲南省氣象局4日18時45分發布冰雹Ⅳ級預警，受強對流雲團影響，未來6小時內昭通市、曲靖市、昆明市北部、文山州北部將出現冰雹，可能造成雹災。截至當日20時30分，中國天氣網發布雲南各地冰雹、高溫、暴雨、雷電等橙色、黃色預警信息超過百條，該省天氣上演「冰火兩重天」。 雲南省氣象局消息稱，預計本周受輻合區和切變線影響，該省西部和南部多強降雨天氣。8月6日夜間至8日，該省自東向西有一次較強降雨過程，其中文山州、紅河州、普洱市、西雙版納州、臨滄市、德宏州、保山市有大雨局部暴雨、大暴雨。本周內，該省大部地區將出現雷暴、局地短時強降水、大風、冰雹等強對流天氣。 當日16時20分，雲南省氣象臺發布雷電Ⅳ級預警，預計未來12小時，昭通市南部、曲靖市、文山州、昆明市、玉溪市東部、紅河州東部、楚雄州、麗江市、迪慶州東部、怒江州南部、大理州北部、保山市西部、德宏州、臨滄市西部、普洱市西部、西雙版納州將出現較強雷電活動，出現雷擊災害事故的可能性大，局地伴有9級以上陣風、大冰雹、短時強降水等強對流天氣。相關部門需做好防雷電、防大風、防冰雹工作，公眾在強對流過境期間暫停戶外活動。 同時，雲南發布地質災害氣象風險預警，8月4日20時至8月5日20時，德宏州盈江縣、隴川縣，臨滄市鎮康縣發生滑坡泥石流的風險高；玉溪市北部，保山市北部、南部，楚雄州東部，紅河州西部，文山州東部、南部，普洱市中部、南部，大理州中部，德宏州大部，麗江市西部，怒江州南部，迪慶州東南部，臨滄市西南部發生滑坡泥石流的風險較高。 此外，昭通市威信縣、大關縣、綏江縣、彝良縣、巧家縣，紅河州河口縣、屏邊縣、元陽縣、金平縣，文山州丘北縣，迪慶州德欽縣等多地發布高溫橙色預警，局地氣溫將升至37℃以上。 對此，昭通市、紅河州等地已發布高溫防禦指南，提醒有關部門和單位按照職責落實防暑降溫保障措施；公眾儘量避免在高溫時段進行戶外活動；對老、弱、病、幼人群提供防暑降溫指導，並採取必要的防護措施；應注意防範因用電量過高，電線、變壓器等電力負載過大而引發的火災。(完)
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