從故鄉停電夜到天津實驗室：一名巴基斯坦籍博士生的「光明之約」
2025-11-29 03:39 6,256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)
贛州8月11日電 (朱瑩 劉力鑫)11日，記者從江西省贛州市舉行的中共贛州市委六屆九次全會精神解讀新聞發布會上獲悉，贛州提出實施「十萬英才聚贛南」行動，力爭三年吸引10萬大學生等青年來贛州就業創業，實現人才與產業「雙向奔赴」。 地處江西省南部的贛州市，是個不沿邊不靠海的內陸城市。但作為贛粵閩湘四省通衢的贛州毗鄰粵港澳大灣區，憑藉地緣、親緣、資源獨特優勢向南融灣。近年來，贛州市全力構建具有贛州特色和優勢的現代化產業體系，工業高質量發展取得積極成效。 圖為8月11日，江西省贛州市舉行中共贛州市委六屆九次全會精神解讀新聞發布會。劉力鑫 攝 贛州市委副秘書長、市委政研室主任、市委改革辦常務副主任黃曉東介紹，今年上半年，贛州市規上工業增加值同比增長8.8%，分別高於全國、江西省2.4個百分點、0.5個百分點；實現營業收入2429.1億元，同比增長10.1%，列江西省第3位；利潤總額89.4億元，同比增長27.4%，列江西省第1位。規上企業總數3068家，保持江西省第1位。 如何實現「十萬英才聚贛南」？贛州市科技局黨組書記、局長郭瀾介紹，該市讓科技創新這個「關鍵變量」轉化為加快發展的「最大增量」，創新人才機制。 完善引才新機制，贛州深入對標深圳規則規制，修訂出臺「雙向科創飛地」「周末工程師」「高層次外專引聘激勵」等升級版政策措施，大力開展「書記部長進校園」活動，三年內吸引10萬青年來贛州就業創業，為城市發展注入「青春活力」。 探索育才新路徑，贛州全力支持江西理工大學「雙一流」學科建設、贛南師範大學高品質辦學、贛南醫科大學申報博士學位授予單位，推動贛南科技學院申報碩士學位授予單位；探索出臺高校院所與企業人才雙向雙聘政策，推動科技創新與產業創新深度融合。 落實用才新導向，贛州深入實施企業自主評定人才體系改革，把人才管理、評價、激勵等權限交給企業；研究制定「首席技術官」「企業創新專員」政策措施，推動企業培養一批懂創新、善創新的人才隊伍。 「我們把就業創業置於民生之先，針對返鄉農民工、大學生等群體就業難，為初次創業青年群體提供免租辦公場所，為畢業大學生群體在贛州求職一年期間提供免費住宿服務等。」贛州市財政局黨組書記、局長溫江濤說。(完)
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