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2025-11-01 02:32 7,563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)
布魯塞爾8月11日電 (記者 德永健)比利時政府11日通報，比利時第一大港安特衛普港破獲毒品走私案，在兩個冷藏貨櫃中查繳逾73公斤古柯鹼。 據比利時聯邦財政公共服務部(管轄比利時海關)當日發布的公告，8月10日，兩個涉案貨櫃運抵安特衛普港，隨後執法人員進行查驗，結果總計發現73.38公斤古柯鹼。 公告顯示，一個涉案貨櫃從智利發出，經巴拿馬運抵安特衛普港，執法人員在貨櫃制冷機組中發現44.4公斤古柯鹼。另一個涉案貨櫃從厄瓜多發出，同樣經巴拿馬運抵安特衛普港，執法人員在貨櫃制冷機組中發現28.98公斤古柯鹼。 公告稱，比利時當局已將查繳的古柯鹼銷毀，目前正在調查毒品的來源及目的地。 荷蘭鹿特丹港和比利時安特衛普港分列歐洲第一大港和第二大港，近年來兩家港口的毒品走私日益猖獗，被視為販毒團夥通往歐洲大陸的兩大「門戶」，致使兩家港口繳獲的古柯鹼數量居高不下。 今年1月，比利時當局通報，2024年安特衛普港總計繳獲古柯鹼44噸，另繳獲搖頭丸等合成毒品2.1噸，繳獲海洛因0.2噸。 毒品來源方面，厄瓜多、巴拿馬、多米尼加、哥倫比亞等拉美國家成為「重災區」。另一方面，2024年從西非國家獅子山發往比利時的毒品數量大增，顯示販毒團夥試圖在西非國家開闢新的通道。 為加大緝毒力度，目前比利時海關已在安特衛普港啟用移動式掃描儀，力爭對可疑貨櫃尤其是來自拉美地區的貨櫃實現「百分百掃描」，還與荷蘭成立特別工作組，力求加強協作，聯手封堵比利時與荷蘭之間的販毒通道。(完)
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