上合組織天津峰會|習近平會見哈薩克斯坦總統託卡耶夫
2025-11-14 23:46 9,498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)
過去這些年，我演過不同類型的角色。出演電影《我愛你！》中的「趙歡欣」後，我更明白生命和時間的寶貴，想去探索更多可能性，因此，鼓起勇氣走上綜藝節目《乘風2025》的舞臺。 這個節目給了不同年齡、不同地域的女性一個展示風採的舞臺，我是年齡最大的參加者。在我心中，這是一個自我成長和不斷突破的平臺。拍攝期間，我們從海南陵水的金色沙灘啟程，經雲南、河北、新疆，最終抵達內蒙古呼倫貝爾……大家一路行，一路看，一路體驗，一路自豪。領略風光，一次次更新著我對祖國大好河山的認知，這是節目錄製之外我最大的收穫。 在雲南昆明的石林，我們驚嘆於大自然的鬼斧神工。那些奇特的巨大石林，仿佛被大自然精心雕刻過，而我們挑選的歌曲《大山》在這神奇的環境中演繹得更加生動。在撫仙湖，陽光灑在湖面上，波光粼粼，安靜美好。參賽的緊張與不安在撫仙湖的舞臺，都化為興奮與憧憬。 在拔節生長的河北雄安，一棟棟新樓給人帶來希望與活力。我們的隊伍拿到了全場第一，汗水與努力沒有白費，這是大家努力的結果。在新疆崑崙山，氣勢磅礴的雪山風景恢弘震撼。背靠著大雪山載歌起舞時，我們都像鋪在雪山上的一片片雪花，努力綻放著屬於自己的光芒。在美麗的內蒙古呼倫貝爾大草原，牛馬羊悠然地踱步，綠油油的草地望不到邊際。在這裡，我們的作品獲得了乘風舞臺大獎，我為隊員們感到驕傲。這趟旅程中，大家互相激勵、共同進步，每到一個地方，我們都分享著感受，學習彼此所長，這種感覺和友誼是如此的溫暖和美妙。100多天的「乘風」之旅，大家遇見美景，也遇見自己，吸收著多元的養分。 祝願每個人一路乘風、超越自己，祝願我們的祖國繁榮昌盛，祝願我的出生地、回歸祖國28周年的香港一路向前。 (葉童 作者為香港演員) 《人民日報》(2025年08月14日 第 20 版)
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