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2025-10-22 16:17 5,218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)
杭州8月8日電(奚金燕)據浙江交通集團8日消息，《閩浙邊革命老區綜合交通協同發展總體方案》(以下簡稱《方案》)正式實施，標誌著閩浙兩省四市15縣(市)抱團推進交通一體化邁入新階段，為全國省際邊緣區域高質量協同發展提供新的實踐參考。 據悉，該《方案》浙江省交通運輸廳、浙江省發展和改革委員會、福建省交通運輸廳、福建省發展和改革委員會聯合印發，浙江交通集團下屬數智交院規劃院牽頭編制。 《方案》覆蓋寧德、南平、麗水、溫州四市15縣(市)，包括福安、福鼎、霞浦等，總面積2.7萬平方公裡，惠及468萬人口。《方案》提出「一樞紐、兩樣板、三圈層、四網絡」戰略框架。 「兩橫三縱」紅色共富路規劃圖。浙江交通集團 供圖 「一樞紐」即共建一個閩浙邊綜合交通樞紐集群；「兩樣板」指共創區域交通協同發展和交通引領共同富裕的雙樣板；「三圈層」指預計到2035年實現邊際縣市間1小時交通圈，邊際縣市與周邊南平、寧德、溫州、麗水間實現2小時互聯交通圈，邊際縣市與福州、杭州等周邊特大城市實現3小時內連通； 「四網絡」為構建「立體互聯、布局合理」的基礎設施網，「便捷舒適、一體高效」的綜合運輸服務網，數字引領的協同治理網，協調聯動的交通與產業融合發展網。這將系統性破解省際壁壘，全方位提升區域交通品質與效能。 據悉，數智交院自2018年起深度參與閩浙邊交通協作。從慶元至蒼南高速線位，到《閩浙邊區域綜合交通協同發展研究》，再到此次《方案》編制，團隊歷時數年，聯合交通運輸部規劃研究院、同濟大學等機構，完成需求預測、線路規劃、工程可行性分析等全流程技術支撐，推動武蒼高速、紅色共富路(浙江S209-福建S207)等標誌性項目落地。 其中，武蒼高速形成山海聯動大通道，全面縮短了蒼南至武夷山通行時間，紅色共富路串聯沿線23個革命遺址與鄉村振興示範點，帶動沿線旅遊收入增長，實現「修一條路、興一片業、富一方民」。 目前，蒼泰高速(武蒼高速關鍵段)已於2024年開工，預計於「十五五」期間建成；溫福高鐵可行性研究報告已獲國家發展改革委批覆，設計時速350公裡，計劃9月底啟動浙江段(溫州段)建設。 《方案》實施後，閩浙邊區域協同發展有望進入快車道，加速長三角與海西經濟區要素流動。同時，該《方案》首次實現跨省革命老區交通協同的制度化、體系化，打破了「一畝三分地」思維，為贛粵邊、湘鄂渝等地區提供可參考的協同發展路徑。(完)
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