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2025-11-20 07:42 8,785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)
記者見面會現場。浙江省委宣傳部供圖 杭州8月4日電(記者 王逸飛)4日，以「協同推進降碳減汙擴綠增長，推動經濟社會發展全面綠色轉型」為主題的2025年「活力中國調研行」浙江主題採訪活動在杭州啟動。 今年是「綠水青山就是金山銀山」理念(下稱「兩山」理念)提出20年。當日舉行的情況介紹會上，浙江多部門就深入踐行「兩山」理念情況進行介紹。綜合來看，持續做好「三件事」，成為「兩山」理念發源地浙江推動經濟社會發展全面綠色轉型的核心打法。 第一件事，是護美綠水青山。 守護好綠水青山需要久久為功。透過「811」這個數字，可以看到浙江在此方面的毅力所在。 2004年10月，聚焦水環境問題，浙江啟動「811」環境汙染整治行動。「8」是浙江八大水系；「11」指全省11個設區市，也指當年浙江省政府劃定的區域性、結構性汙染特別突出的11個省級環保重點監管區。 這由此成為一篇「長期文章」。浙江省生態環境廳副廳長麻勝聰表示，「我們把『811』行動作為生態省建設牽一髮動全身的『龍頭工程』，接續實施5輪『811』系列行動，創新推出『五水共治』、『汙水零直排區』、全域『無廢城市』建設等載體抓手，一體推進治氣、治水、治土、治廢、治塑，實現了由局部環境惡化到全域顯著改善的躍升。」 近20年，浙江地表水省控以上斷面優良水質比例從41.9%提高到98.6%。該省設區城市PM2.5平均濃度從2013年的61微克/立方米下降到26.1微克/立方米，總體環境質量居長三角第一、改善幅度全國領先。 生態保護修復是護美綠水青山的重要手段。浙江省自然資源廳副廳長李家銀介紹，浙江堅持遵循自然之法，全力打造自然解決方案「新典範」。「我們因地制宜，借力自然，輔以必要的人工措施，讓浙江更具自然之美。」 例如麗水市九龍國家溼地公園在2023年臨時關閉賞螢區，為螢火蟲棲息地修復爭取時間。相關部門以格石賓籠護坡、松木樁固堤、階梯堰壩導流，打通水系堵點，搭配補植本土植物，改善螢火蟲的棲息環境。修復工作開展以來，這裡的螢火蟲棲息地恢復近1000平方米，種群數量超100萬隻。 第二件事，是打通轉化通道。 讓「綠水青山」就是「金山銀山」，核心是探索拓寬轉化路徑。 浙江省發展改革委副主任章春華介紹，浙江不斷創新和健全生態產品價值實現機制，培育綠色發展新動能，努力推動生態優勢轉化為經濟優勢。 「我們制、修訂了全國首部省級GEP核算標準，破解綠水青山價值『難度量』的問題，連續多年在30餘個市縣開展GEP核算；支持生態優勢突出地區因地制宜探索生態產業化發展道路，湧現了麗水山耕、安吉白茶等一大批生態富民產業『金名片』；健全綠色金融機制，創新『生態信用貸』『生態抵質押貸』等金融產品，例如麗水市針對水電站、供水企業等發放『取水貸』超100億元，綠水青山的價值愈發被市場認可。」章春華說。 浙江淳安千島湖畔的茶園。浙江省農業農村廳供圖 農村是實現共同富裕的主戰場。在浙江的鄉村，讓「綠水青山」能夠轉化為「金山銀山」的路徑也越來越多。 浙江省農業農村廳副廳長、一級巡視員徐燕峰介紹，浙江好山好水孕育了豐富且優質的「土特產」。「我們做深『精品』文章，實施鄉村『土特產富』全產業鏈優質優價工程，立足主導產業和特色優勢產業，建成單條超10億元『土特產』全產業鏈126條、總產值3216億元。『土特產』全產業鏈吸納從業人員470萬人、年平均收入5.1萬元。」 第三件事，是做大「金山銀山」。 近20年，浙江持續開展製造業「騰籠換鳥、鳳凰涅槃」攻堅行動，大力發展清潔能源、先進位造業，培育壯大綠色低碳產業。 在浙江工業強縣長興縣，當地先後開展兩輪整治提升，推動鉛蓄電池行業向新能源電池轉型升級。通過重組整合，該縣相關企業數量從175家減少到16家，產值卻增加14倍，並湧現出兩家產值超千億元的上市公司。 在產業發展維度，浙江圍繞新能源、高端裝備、生物醫藥等重點領域，做大做強優勢產業，目前已形成寧波前灣新區智能汽車產業平臺、紹興上虞先進高分子材料產業平臺等千億元級綠色低碳產業集群。 做大「金山銀山」，該省也在不斷放大「人」這一核心要素的作用。 義烏市李祖村曾被稱為「三無村」——無山水資源、無名人資源、無產業資源。後來，該村在改善村容村貌的基礎上，著力打造面向年輕人的「眾創鄉村」。李祖村鄉村運營職業經理人金靖介紹，「村子已吸引271名農創客，創客業態達73家，2024年銷售總額超7000萬元，幫助李祖村的年遊客量突破百萬人次。」 浙江於2021年啟動實施「十萬農創客培育工程」，截至今年6月已累計培育農創客8.9萬名。這股農村「新勢力」，如今已是該省做大鄉村「金山銀山」的重要動力源。(完)
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