中國科學院西雙版納熱帶植物園探尋雨林奇妙夜
2025-11-18 07:25 7,423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)
佛山8月9日電 (記者 程景偉)廣東省佛山市9日舉行基孔肯雅熱疫情防控新聞發布會，佛山市副市長文曦稱，目前佛山市沒有出現基孔肯雅熱重症、死亡病例，已有超九成病例痊癒。 據介紹，當前，佛山市基孔肯雅熱疫情呈明顯下降趨勢，每日新增報告病例數從7月19日最高峰的674例降至8月8日的148例，從7月29日至今呈持續下降趨勢，最近連續5天每日新增病例數降至200例以下，新增涉疫村居穩步減少，防控工作取得階段性初步成效。 佛山科學高效開展蚊媒消殺，一方面快速處置新發疫點，迅速將新發疫點蚊媒降到安全水平；另一方面持續攻堅重點村居，對病例持續高發的重點村居和鎮街開展多輪次圍合消殺。7月23日以來，全市整體蚊媒密度連續17天降到安全值以下。 佛山市第一人民醫院感染科主任醫師嚴海明稱，目前基孔肯雅熱病例均為輕症，主要表現為關節痛、發熱和皮疹，根據臨床特徵統計分析，其發生比例分別為90.1%、83.1%、70%，65歲以上老年人出現肌痛、乏力、噁心症狀更常見。大多數患者的症狀都可以在一周左右消退，沒有發現嚴重後遺症。少部分人會有遺留時間相對較長的關節疼痛，需要進一步跟蹤隨訪。全市已治癒出院的患者年齡最大95歲，最小40天。 廣東省疾病預防控制中心傳染病預防控制所所長、傳染病預防控制領域首席專家康敏指出，現在也是南方地區蚊媒活躍季節，研究表明蚊蟲繁殖周期可短至7天，局部區域蚊媒密度仍可能反覆波動，如不能持續控制蚊媒密度，疫情仍存在反彈風險。(完)
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