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2025-11-22 19:24 7,356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。 來自中國科學院遺傳與發育生物學研究所的消息說，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(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4日深夜在國際知名學術期刊《細胞》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。 論文通訊作者高彩霞介紹說，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，但Cre-Lox系統的應用受到3個關鍵問題的制約。 高彩霞指出，在本項研究中，研究團隊構建出系統性技術路徑，逐一突破3項限制，並通過技術的集成優化，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18.8kb超大片段DNA的定點整合、5kb序列的定向替換、12Mb的染色體倒位、4Mb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315kb精準倒位的抗除草劑水稻種質，展示出其廣泛應用前景。(完)
杭州8月8日電(張煜歡)8日記者獲悉，浙江一團隊自主研發的新型人工膀胱在動物實驗中順利完成替換切除手術，實驗豬術後一存活1個月，狀態良好，排尿功能正常，這標誌著人工膀胱技術向臨床轉化邁出關鍵一步，未來有望為膀胱疾病患者提供更便捷、安全的替代治療方案，並推動膀胱再生醫學的發展。 圖為新型人工膀胱。浙江省人民醫院供圖 據項目主要負責人、浙江省人民醫院副院長張大宏教授介紹，本次動物實驗中植入的新型人工膀胱由醫用高分子材料一體成型製成，核心部分以特殊生物材料增強其生物相容性與功能結構穩定性，巧妙解決傳統手工縫合結構密封性差、力學強度不足的關鍵挑戰，更使整個構建在視覺質感與手感上逼近真實自體器官，其柔韌性可動態適應膀胱容量變化，未來有望促進自體組織再生與融合。 據悉，此次手術過程中無嚴重出血或意外情況發生，從切開腹部到人工膀胱的精確植入定位與縫合，操作有序流暢，全程用時約1.5小時。動物實驗數據顯示，實驗豬在植入人工膀胱後1個月表現穩定，排尿頻率與尿量均達到正常生理標準，膀胱組織相容性良好，未出現感染或功能衰退現象。 「此次實驗的核心突破在於『結構-功能-再生』三位一體設計。」張大宏表示，「動物實驗的初步成功意味著再生型人工膀胱概念迎來從0到1裡程碑躍升。它不僅是簡單的『器官替代品』，更是開啟人體『再造膀胱』之門的重要支撐工具。」 專家認為，下一步工作重點是在膀胱囊體區域探索構建內置微窺視窗結構或生物相容傳感通道，支持影像學無創直觀評估組織再生狀態與支架降解情況，未來將集中力量在降解調控和新材料融合工藝優化方向攻關，爭取推動這項真正惠及患者的醫療技術早日實現臨床轉化。團隊也將持續探索材料科學與再生醫學的交叉創新，為患者重塑健康膀胱、重拾生活尊嚴而努力。(完)
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