遼寧代表隊在第十一屆全國殘疾人藝術匯演綻放光彩
2026-01-09 11:19 4,316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)
新疆莎車8月14日電 題：新疆阿爾塔什村：當年玄奘東歸路 今日高峽出平湖 記者 李夢 走進新疆莎車縣霍什拉甫鄉阿爾塔什村，豔陽高照，赤山環繞眼前。這座「傳奇村落」坐落群山深處，據說千年前，取經歸來的玄奘曾從此經過，如今仍有不少探險者稱它為「崑崙第一村」並心嚮往之。從市區來此地需驅車約3個小時，穿越層層山巒和駱駝漫步的無人區。 多年來，阿爾塔什村飽受水患侵擾。以前，汛期洪水頻發，房屋、農田、牛羊可能一夜之間化為烏有。 轉折因阿爾塔什水利樞紐工程。十多年前，這座距離阿爾塔什村僅有幾公裡的水利樞紐工程正式開工建設，將「讓農民出不了門」的洶湧洪水，變為豐水有序、旱時有水，造福下遊數百萬民眾的「安心水」。 該工程是新疆規模最大的水利樞紐工程，建設中克服了「三高一深」(高地震烈度、高邊坡、高壩及深厚覆蓋層)等諸多世界級技術難題，具有發電、防洪、灌溉、生態保護等功能，徹底解決了葉爾羌河千年水患。 8月7日，新疆莎車，阿爾塔什水利樞紐工程大壩上泛起彩虹。記者 李夢 攝 「我們整個的灌溉面積有651.47萬畝。每年可為下遊胡楊林供水1億立方米，向塔裡木河生態供水3.3億立方米。」新疆新華葉爾羌河流域水利水電開發有限公司副總經理段新文說，特別在乾旱期，水庫將灌溉保證率不足50%提升至75%，有效保障糧食安全和農產品供給。 「我們村現在發展得好，離不開這座大壩。」阿爾塔什村村支部書記石德紅說，有高壩攔洪蓄水，穩定農業灌溉，也改善了生活用水條件。不少村民還買了裝載機、挖掘機增加收入，80%以上的勞動力都能在本地就業。 水穩了，日子也甜了。如今，阿爾塔什村幾乎家家戶戶院中都搭有葡萄架。走進院中坐一坐，抬頭看去，院外是層疊延綿的赤色山脈，眼前便是掛滿果實的藤蔓。正值果蔬成熟，葡萄、李子香氣氤氳，甜味十足。屋外，孩子們騎車、奔跑在村間，大人抱著幼兒在村頭納涼。 8月7日，新疆莎車縣霍什拉甫鄉阿爾塔什村，孩子們在村內玩耍，笑迎來客。記者 李夢 攝 「現在我們村人均年收入近兩萬五千元人民幣。」石德紅說，村裡還出了一些致富帶頭人，他們受益於水庫，做起養殖業。有人養殖刀郎羊，品種好、價格高，收入更可觀。 阿爾塔什水利樞紐工程建設還為村民帶來更多「水庫機遇」。「我們有機械，也有人，阿爾塔什水利工程建完後，像紅海水庫、阿克蘇大石峽水庫等，但凡新疆有建水庫的地方，幾乎都有我們村村民的身影。」石德紅說。 新疆歷史上洪澇災害最嚴重的河流之一葉爾羌河，因有阿爾塔什水利樞紐工程的高壩攔水蓄洪，如今在高峽之間有序流淌，美麗水面上躍起道道彩虹。 原本乾燥的當地也有了溼潤的小氣候，形成獨特且壯麗的風光，逐漸發展起文旅業態。之前有騎行愛好者路過村子，碰到剛放學的小朋友依穆然·奧卜力喀斯木，用短視頻記錄下對話與見聞。視頻發布後引起網友們廣泛關注與點讚，讓阿爾塔什村走進更多人的視野。 如今暑期旅遊旺季，不少遊客來到附近的阿爾塔什地質公園，欣賞山水景色，拍攝沿途野生動物，分享自駕或騎行的旅途經驗。一張張「絕美冰川藍」「震撼峽谷紅」更為此地增色。(完)
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