雲南初步建立穿山甲保護監測體系
2025-10-29 13:37 6,268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)
何以中國，且看天津。8月9日，「何以中國 和合共生」網絡主題宣傳活動將在天津舉辦。天下津渡，海納百川。渤海之濱，九河下梢，天津這座河海交匯的城市正以開放姿態迎接世界目光。水陸共生之城。海陸變遷形成的天然要塞，退海之地留下的聚落空間。作為海退之地和黃河改道之所，天津濱海平原大小河流密集縱橫，瀉湖窪澱星羅棋布，催生了天津先民「依水而居、以水為業」的生存智慧。近海地區廣有魚鹽之利，遠離濱海的河流兩岸則適合航運商貿。從四道貝殼堤到天津八景，從獨樂寺的飛簷雕花到「萬國建築博覽會」，鋪展的是這座城市的傳承與進步。從三岔河口到大沽口，從紫竹林碼頭到天津港，從河運、海運到河海聯運，不斷書寫出這座城市人與舟共濟的傳奇。人水和諧之城。河風海韻交匯的天津，因水而興，因水而榮。「七十二沽」、坑、塘、窪、澱，還有那條穿城而過的海河，萬千水道，終匯入海。在元明清時期，經過大規模的水系改造以後，天津形成了一脈入海的海河水系，由此成為華北平原地區的水脈中樞。治水治本，近些年天津下了狠功夫，嚴守生態紅線，切斷一切汙染源，全面開展退漁還溼、退耕還溼，溼地面積不斷擴大，溼地植被得到大規模恢復，天津探索出人與水和諧共生之道。夏夜的海河兩岸燈光璀璨，光影交織的絢麗景觀吸引眾多遊客觀賞。如今蜿蜒流淌的海河已經成為天津城市新的象徵與名片，古文化街歷史文化街區等獨特文化景觀帶，成為天津市民身份認同與精神歸屬的文化符號與城市地標。河海共樞之城。海河的波濤與渤海的浪潮共同孕育了天津獨特的河海文化。憑藉得天獨厚的地理位置，近代的天津，已崛起為中國北方最大的工商業和港口貿易城市，可謂「商舶浮海兮杳杳,魚舟聚沽兮鱗鱗」。在改革逐浪潮的時代背景下，天津吹響「向海圖強」的號角，在國家海洋強國戰略與京津冀協同發展政策的雙重驅動下，從「黃金水道」變身為連接全球多地貿易的「經濟走廊」。如今的天津，既是京津冀協同發展的「海上門戶」，也是「一帶一路」陸海聯動的支點。從「依河而生」到「向海圖強」，天津始終以破界姿態拓展全球視野，彰顯出河海文化開放創新的活力與魅力。以河為韻、以海為魂，天津演繹著水與城的浪漫交響。感受河海津韻，會讓更多人了解天津、認識天津、愛上天津。(向秋)
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