熱熱熱 江蘇發布高溫橙色預警
2025-10-25 23:07 1,439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)
從「朝發軔於天津兮」到「天子經由之渡口」，天津——一座有故事的城市，隨漕運發展勾畫城市的勝境，光陰的積澱賦予其別樣的魅力。「何以中國·和合共生」網絡主題宣傳活動走進海河之畔，天津以其特有的渾厚與靈秀，向世人展開津派文化與經濟活力交織、生態文明與人間煙火繾綣的鮮活長卷。和合文化是中華文化核心內容之一，也是中華文化持續發展的人文關照。2025年是上合組織的「中國年」，世界期待中國智慧和中國方案。何以中國？和合共生。天津的交響曲正激昂奏響。「何以中國·和合共生」不僅點亮網絡主題宣傳活動，更深刻昭示天津的文化特質，讓世界聽見中華文化的迴響。天津因河而生，因海而興，文化血脈裡流淌著兼容並蓄的基因。海河，這條見證了天津城市變遷的母親河，如今被神姿各異的橋梁裝點。它們不僅是交通紐帶，更是凝固的藝術與流動的歷史，滋養形成了獨特的津派文化。循著河流脈絡，歷史風雲在洋樓建築間低語，紅色故事寫下革命年代的烽火誓言，故居舊址如今化身城市名片，講述著開放與包容的胸襟。津門裡巷的一磚一瓦、古文化街的曲藝鄉音，是天津的民俗底蘊，也是文化傳承的根與魂。在天津，探尋「何以中國」的經濟脈動，我們看到這個城市在發展新質生產力上勇探新路。天開園的蓬勃興起，吸引高校智力資源與創新要素匯聚、碰撞，讓實驗室的智慧火花加速轉化為科技創新、產業煥新的動能。天津的經濟發展並非宏大敘事，而是人民生活品質提升的涓滴匯聚，舊廠房的新生、老城區的更新、新區蓬勃的繁華，每一處都看得見、摸得著。當天津在推進「三新」「三量」發展中煥發活力，幸福便具象化了，成為城市「善作善成」的生動註腳。「九河下梢天津衛，三道浮橋兩道關。」天津之美，深藏於流水賦予的靈動，展現了「何以中國」的生生不息。生態文明潤澤的不僅是土地，也是城市永續發展的命脈。這片土地上，山河湖海溼地兼有，繪就出一幅五彩斑斕的生態畫卷。大運河天津段堅持「山水林田湖草沙」系統治理，讓晚風輕拂河岸、海鷗掠過橋洞成為天津人引以為傲的日常風景。提升城市治理現代化水平的智慧，體現在人與自然和諧共生之中，讓產業在綠色蛻變中升級轉型，讓水清河暢、岸綠景美成為最普惠的民生福祉。品味「何以中國」的天津答卷，舌尖上的「津」彩紛呈更是繞不開的答案。天津人深諳「把生活嚼得有滋有味」的道理。「今早吃嘛？」一句簡單的問候，開啟的是天津人「樂呵」的一天。天還沒亮，西北角等美食聚集地就已甦醒，煎餅餜子、鍋巴菜、卷圈……尋常食材經巧手點化，變成驚豔味蕾的點滴。舌尖上的「津」彩，絕非單純填滿口腹之慾，而是深入人心的樂觀生活態度，讓城市的便民生活圈在「一刻鐘」內升騰起撫慰人心的濃濃煙火氣。海河潮湧，千帆競渡；津門萬象，新姿粲然。當深厚的歷史底蘊遇見澎湃的時代新聲，天津正以昂揚姿態，向世界呈現傳統與現代、活力與溫情「和合共生」的中國城市樣本。
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