從布朗夫曼、法佐·賽依到劉曉禹，國際鋼琴名家將接力登臺東藝
2025-10-22 08:19 9,714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)
宜春8月4日電 (熊錦陽 湯倩)8月盛夏，江西省宜春市靖安縣三爪侖鄉迎來了旅遊旺季。從老舊農房到「網紅」民宿、從本地山貨到特色農產，當地巧用統戰力量，讓「綠水青山」變為村民「幸福靠山」。 三爪侖鄉地處九嶺山脈南麓，森林覆蓋率達95.7%，全境為國家示範森林公園，也是江西省知名漂流地。近年來，靖安縣三爪侖鄉立足地域文化資源實際，充分發揮統一戰線人才集聚、智力密集、聯繫廣泛等優勢，激活商協會、新的社會階層人士、自由職業人士等統戰力量，著力打造全域全季旅遊發展新格局，助推鄉村旅遊經濟發展。 在三爪侖虎嘯峽景區遊玩的遊客。 三爪侖鄉政府供圖 走進三爪侖鄉紅星村，一棟棟浪漫民宿隱於竹林之間。「過去我們村有不少閒置農房，現在村裡將這些閒置農房統籌起來，集中改造，成功實現老房變民宿、變旅遊商店、變小吃作坊等一系列蛻變。」三爪侖鄉商會會員程黎民說，依託當地統戰部門牽頭的「鄉賢返鄉創業」計劃，5位鄉賢回鄉投資，盤活了40多棟閒置農房，打造出特色精品民宿群，直接帶動周邊60多名村民在家門口就業，戶年均增收上萬元。 通過提供優質住宿服務，三爪侖鄉初步實現帶動旅遊消費、激發旅遊市場活力的目的。為進一步拉長旅遊鏈條，三爪侖鄉商會還聯手文旅企業，策劃打造「夏日清涼季」活動，將漂流、溯溪、森林露營等休閒資源整合，推出精品「住宿+遊玩」路線。7月以來，全鄉接待遊客3.2萬人次，旅遊綜合收入超800萬元，同比增長20%。 隨著遊客數量的增加，村裡的山貨也逐漸成為鄉村振興的「金名片」。依託良好的生態環境和天然的資源優勢，三爪侖鄉打造了三爪侖金盆地蜂蜜專業合作社，積極培育致富帶頭人，鼓勵引導群眾發展蜜蜂養殖。此外，還推出了「三爪侖味道」系列特色伴手禮，並在景區、民宿設立展銷點，讓當地山貨搭上旅遊「快車」。 「我們還舉辦了『山谷音樂節』『高山農俗蜜月節』等特色活動，讓遊客來了不想走、走了還想來。」三爪侖鄉統戰委員唐詩文說，「我們將繼續發揮統戰凝心聚力的獨特優勢，推動鄉村旅遊向『全域化、品質化、品牌化』邁進，持續釋放惠民富民綠色動能。」(完)
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