習言道｜「兩山」改變中國影響世界
2025-11-01 09:54 2,852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)
8月13日，2025上海書展暨「書香中國」上海周拉開帷幕，松江分會場主題系列活動同步啟幕。今年，松江將聚焦「我愛讀書、我愛生活」為核心主題打造「1+4+X」系列活動，重點突出「舊書新知」理念，將全民閱讀嵌入「文旅商體展」融合發展格局，依託文明實踐陣地功能和多元場景構築多元立體、貼近居民的公共文化空間網絡，讓書香浸潤城鄉市民生活。書展期間，除了位於雲堡未來市的主場系列活動，圍繞全民閱讀、婚戀文化、尋根溯源、家風傳承等主題定製的4場系列活動將陸續在鍾書閣、廣富林、浦江之首及浦南鄉村等景區及文化地標上演，以沉浸式體驗賡續松江千年文脈，傳承弘揚優秀文化傳統；以文明實踐聚力賦能，打造覆蓋全域、人人參與的閱讀盛宴。8月13日當天，「讀書不止 實踐不止」2025上海書展暨「書香中國」上海周松江分會場主題活動在雲堡未來市藝術城未來show場舉行。活動現場邀請知名藏書家邱根發、七貓中文網企業代表等業界大咖帶來主題TED演講，和到場市民分享自己的閱讀智慧與人生體悟；正式籤約投放第二批「滬尚書房」舊書新知循環計劃項目示範點並啟動「讀不止書局一日小小主理人」招募令，誠摯邀請市民群眾、小朋友響應「舊書新知」理念，在愛讀書、讀好書的同時樂於「循環」分享，成為書籍與思想漂流傳遞的「擺渡人」。同步開市的雲間文明市集上，「奇換公園」舊書交換市集活動吸引了大批親子家庭、市民圍觀參與，在擺攤互換、幫助舊書找到新知己的同時，不少人還將自己讀過的舊書現場兌換成新海派主題書店「讀不止書局」所推出的舊書盲盒，希冀從因緣邂逅的舊書中汲取新的營養。而在一旁的特色文創市集裡，鍾書閣、新華書店、信條書店等松江本土特色書店攜精美文創產品、經典書籍亮相，通過文旅商體展聯動賦能，為樂於淘書收藏的讀者帶來多重福利。此外，現場還有「家+書屋」非遺拓印書籤、定製書包等手工體驗；朗讀亭、趣味打卡、古書裝訂、絲網版畫、書寫扇面等互動體驗活動。主題活動現場還正式發布了本屆書展松江分會場「1場主題活動+4個系列活動+X場閱讀分享活動」共同組成的重點活動矩陣。期間，松江將充分發揮全區各級各類新時代文明實踐陣地和公共閱讀空間，近在群眾身邊的網絡優勢，打造多元立體、貼近居民的公共文化空間網絡，通過「文明實踐+全民閱讀」機制盤活基層文化資源，讓書香浸潤生活，進一步涵育文明生態。後續，松江還將圍繞重要時間節點，積極宣傳「舊書新知」理念，運用數位化傳播、AI、VR等信息化新技術，以「滬尚書房」、「邱根發書房」、「時光悅讀」、「家+書屋」、「佘山讀書會」等項目品牌，組織開展閱讀分享、主題書展、讀書會、舊書循環回收和互動體驗等形式內容豐富的全民閱讀文明實踐活動，讓全民閱讀不止於書、不止於展，而是透過豐富多彩的文明實踐一呼百應、聲浪四方，讓「書香之域」弦歌和鳴，文明之花處處盛放。
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