179名柬埔寨青年獲中國政府獎學金
2025-11-28 17:07 9,853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)
8月9日，浙南油庫「興林益農」共富工坊內陳列的山茶油產品。宋雪晴 攝 青田8月10日電(記者 王逸飛)距離油茶果採摘期越來越近，57歲的浙江省青田縣季宅鄉下莊村油茶種植戶陳永生，專門來到位於村裡的浙南油庫「興林益農」共富工坊(下稱「共富工坊」)，諮詢今年的收購方式。他得到了期望的答案——共富工坊會繼續以高於市場價的價格收購農戶的油茶果。 「去年，我第一次把油茶果送來統一加工銷售，收入增加三、四萬元(人民幣，下同)，這樣我們省心很多，專心把油茶種好就行。」陳永生說。 青田是著名的華僑之鄉，其在浙江還有一個響亮名號——「浙南油庫」。當地有油茶麵積30.67萬畝，居浙江省第一。當下，青田從升級生產銷售模式、拓展產業鏈產品鏈等方面推動油茶產業創新發展，讓小小的「油茶果」在帶動鄉村振興方面迸發出大能量。於2024年建成的共富工坊，就是體現這種變化的縮影。 共富工坊採用「國企+強村公司+合作社+私企」的聯建聯營機制建立。其作用之一便是改變傳統生產方式、提升生產效率。 作為種植大戶的陳永生說，「原來我們採摘後都是土辦法壓榨，現在送過來統一脫殼、粉碎、榨油、包裝、銷售。像這裡的冷榨技術可以提升油的品質，價格能隨之提高。」 2024年是共富工坊正式運行首年，其收購青田全縣60%的油茶果，山茶油產量12萬斤，實現產值近1000萬元。 在帶動增收方面，通過「保底收購+利潤分成」模式，共富工坊也可確保農戶利益最大化。季宅鄉黨委副書記、共富工坊主理人夏茂介紹，去年共富工坊以高於周邊市場價0.15元-0.3元/斤的價格，累計收購油茶果280萬斤，帶動百餘名農戶人均增收1.2萬元。「我們測算過，每銷售一滴油裡有約80%都是農民的『工資』。」 新的改變還包括蹚出更多「油茶+」路子。「延伸油茶全產業鏈，我們要爭取把油茶果『吃幹榨淨』。」夏茂說。 8月9日，共富工坊內的工人製作山茶油手工皂。宋雪晴 攝 在日化衍生領域，共富工坊申報季宅山茶油手工皂職業技能開發項目，獲浙江省人力資源和社會保障廳職業技能開發認證，成為中國首個山茶油手工皂標準制定者；在基礎油精深加工層面，與浙江省農科院共同申請山茶油化妝品基礎油加工技術及產品開發專利；在山茶花資源利用上，與上海企業合作實現定向收購；在生態循環領域，自主研髮油茶果殼與兔糞發酵技術，成功研製高效益新型有機肥…… 青田有38.1萬名華僑華人分布於世界146個國家和地區。在當地油茶產業面貌不斷更新的同時，青田的僑胞也在更積極加入到油茶產品的全球推廣中。 希臘青田同鄉會名譽會長季忠青介紹，該同鄉會有六、七千名青田同鄉，如今大家正一起努力，或是打通渠道在自己開設的超市上架家鄉產品，或是每次用行李箱帶一些特產去希臘，希望讓更多人認識青田的山茶油。 「我們小時候就是吃山茶油長大的，這就是家鄉的代表。現在我希望帶動更多『僑二代』『僑三代』加入到油茶產品推廣中，年輕人在這方面的力量比我們要大很多。」季忠青說。(完)
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