新編歷史京劇《顏真卿》即將登臺
2025-11-21 17:23 5,394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。 來自中國科學院遺傳與發育生物學研究所的消息說，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(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4日深夜在國際知名學術期刊《細胞》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。 論文通訊作者高彩霞介紹說，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，但Cre-Lox系統的應用受到3個關鍵問題的制約。 高彩霞指出，在本項研究中，研究團隊構建出系統性技術路徑，逐一突破3項限制，並通過技術的集成優化，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18.8kb超大片段DNA的定點整合、5kb序列的定向替換、12Mb的染色體倒位、4Mb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315kb精準倒位的抗除草劑水稻種質，展示出其廣泛應用前景。(完)
營口8月12日電 (王涵)盛夏時節，遼寧營口團山國家級海洋公園內，曾經因圍海養殖而淤塞退化的濱海溼地，如今已重現生機。當地標誌性的「北海紅海灘」景觀得以恢復，成為踐行「綠水青山就是金山銀山」理念的生動縮影。 灘涂上，大面積補種的赤紅鹼蓬草生機勃勃；由廢舊漁船改造而成的「古船走廊」成為特色遊覽設施，吸引遊客駐足體驗。監測數據顯示，經過四年生態修復，這片率先通過渤海攻堅戰驗收的區域，生物數量顯著增長。 據記者了解，技術人員在拆除原有的養殖建築並平整場地後，採用「無外來物種、無硬化工程、無廢渣外拋」的無痕模式實施修復：通過回填泥沙、投放沙蠶等底棲生物、補種本地蘆葦與鹼蓬草，構建自維持生態系統。監測顯示，曾被割裂的70.38公頃溼地生態功能有效恢復，沙蠶生物量增長175%，新增14.2公頃納潮區顯著改善水動力。為鳥類提供食物與棲息地的同時，更使「北海紅海灘」重現生機。 鹼蓬草的成功補種並非易事。技術人員介紹，若簡單撒種，潮水極易將種子衝刷殆盡。為避免這一情況，團隊摸索出「開溝條播」技術：先用耙具在灘涂上開鑿淺溝，將種子播撒其中，再進行覆土。覆土厚度需精準把控——覆土過厚阻礙發芽，過淺則被潮水衝走，需持續補種。 蓋州市北海服務中心主任馮源說：「通過踐行『兩山』理念，咱們嚴格按要求執行，自然環境好了，生活水平也上來了。我感覺這是最正確的、最高瞻遠矚的措施。」 營口團山國家級海洋公園紅海灘。王涵 攝 在應對公園北側558米受損岸線的侵蝕問題上，北海服務中心團隊面臨嚴峻挑戰：該區域風浪強勁，直接種植用於生態固灘的鹼蓬草等植被極易被浪潮衝刷，無法有效固著生長。基於「因地制宜」的生態修復原則，團隊果斷放棄了傳統的混凝土堤壩方案，轉而選用當地天然玄武巖塊石構建生態護岸。 這些取自本地的玄武巖塊體，通過精心設計的錯縫幹砌工藝，形成穩固且富含孔隙的結構。這種構造不僅顯著消減了波浪的衝擊能量，其表面及孔隙更為藤壺、貝類等海洋生物提供了理想的棲息空間，進一步增強了岸線的生態韌性。監測數據顯示：修復後該段岸線年侵蝕速率大幅下降超過80%。 營口團山國家級海洋公園北段生態護岸現場。王涵 攝 如今，重現生機的「北海紅海灘」景觀與這道堅固而富有生機的塊石護岸，共同構築起抵禦侵蝕的自然防線。營口團山國家級海洋公園的蛻變，成為「兩山」理念在渤海之濱的一次生動實踐。退潮後的灘涂邊，孩子們提桶尋覓沙蟹的歡聲，與遊客在古船走廊的打卡身影，交織成生態惠民圖景。 這片重煥生機的濱海溼地，以「紅灘綠葦、石陣護岸」的修復樣本，為渤海綜合治理提供可複製經驗，築牢北方藍色生態屏障。(完)
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