【活力中國調研行】探訪武漢國家級智能製造示範工廠 每118秒下線一輛整車
2025-10-27 05:40 9,529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)
徐州8月9日電 (唐娟 朱志庚)2025年江蘇省城市足球聯賽(簡稱「蘇超」)自開賽以來，備受社會關注。賽場上，徐州主場啦啦隊身著漢韻隊服表演，令人印象深刻。8月8日，設計師洪流對外介紹，隊服設計創作靈感源自睢寧縣博物館的鎮館之寶漢畫像石《舞樂車馬圖》。 設計師洪流展示「蘇超」徐州主場啦啦隊隊服。 朱志庚 攝 在中國古代，人們把用腳踢球稱為「蹴鞠」。早在兩千多年前，漢高祖劉邦的父親劉太公在徐州老家時，就常與鄰裡少年們一起蹴鞠為樂。 6月中旬，應有關部門邀請，設計師洪流以「鼓舞彭城，足耀九州」為設計理念投入到「蘇超」徐州主場啦啦隊隊服設計任務中來。 城市探尋系列透光明信片。 朱志庚 攝 徐州古稱彭城，「彭」本意是指敲擊鼓面發出的聲響。建鼓舞是一種擊鼓而舞的傳統舞蹈，在漢代盛行。「我記得在睢寧就有一塊漢畫像石，展現了蹴鞠表演擊鼓助威的場景。於是我定下了隊服設計的初稿方向。」洪流說。經查尋，這塊漢畫像石叫《舞樂車馬圖》，是睢寧縣博物館的鎮館之寶。 「建鼓舞的助威氣勢，蹴鞠的競技張力，與現在啦啦隊的熱情，簡直是跨時空共鳴。」洪流坦言，最初設計時他曾擔心漢文化元素融入現代賽場會顯得生硬，還好睢寧縣博物館提供了《舞樂車馬圖》漢畫像石的高清資料，尤其是建鼓舞與蹴鞠同框的畫面，一下子讓漢代蹴鞠場景在自己腦海裡活了過來。 「蘇超」徐州主場啦啦隊隊服與《大漢蹴鞠》明信片的設計靈感源自漢畫像石《舞樂車馬圖》。睢寧縣博物館供圖 設計好的隊服借鑑古裝側系帷裳的經典造型，上面飾有建鼓舞拓印圖，將漢代鼓點的「助威密碼」具象化。衣服後背以現代審美重塑同款圖案，形成前後呼應。服飾以紅色、黑色為主調，盡顯「大漢雄風」。7月5日，「蘇超」徐州隊主場對戰南通隊，徐州主場啦啦隊首次著該款式隊服出現在徐州奧體中心。 此外，洪流和他的設計團隊聯合其他文創團隊，結合「蘇超」賽事創作了《大漢蹴鞠》明信片。用燈光透過明信片，可以看到隱藏其中的《舞樂車馬圖》拓印，市民還可以用手機掃一掃明信片上的 AR體驗碼進行趣味互動。 近日，洪流來到睢寧縣博物館再次現場觀摩《舞樂車馬圖》漢畫像石，並向博物館贈送100張《大漢蹴鞠》明信片留作紀念。(完)
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